بررسي خواص بدنه متخلخل كاربيد تنگستن توليد شده به روش ريخته گري ژله اي

Investigation of Mechanical Properties of Porous WC Produced by Gel-Casting Method

در اين پژوهش از روش ريخته‌گري ژله‌اي جهت توليد بدنه متخلخل كاربيد تنگستن استفاده گرديد. براي اين منظور از سيستم پليمري متاكريل آميد- متيلن بيس آكريل آميد به عنوان منومر‌ اصلي و شاخه ساز استفاده شد، در ابتدا منومر‌ها در آب مقطر حل شدند و پودر كاربيد تنگستن به دوغاب اضافه شد. سپس آمونيوم پرسولفات به عنوان آغازگر و تترا متيل اتيلن دي آميد به عنوان كاتاليست به دوغاب افزوده شد، بلافاصله دوغاب بدست آمده درون قالب ريخته و قالب به مدت 30 دقيقه در دماي °C50 قرار داده شد تا ژل تشكيل شود. سپس نمونه‌هاي خام از قالب خارج و در دماي اتاق خشك شدند و در كوره تحت آرگون پيروليز و در دماي°C 1450 تفجوشي شدند. بعد از بررسي رفتار ريولوژيكي دوغاب، مشخص شد ميزان بهينه پراكنده ساز حدود wt% 2/0 پودر سراميكي مي‌باشد. هم چنين ارزيابي رفتار حرارتي پليمر نشان داد كه بعد از دمايC °600 پليمري در ساختار باقي نميماند. بعد از تفجوشي نمونه‌ها، تاثير ميزان بار سراميكي بر تخلخل و استحكام خمشي بررسي و نتايج نشان داد با افزايش بار سراميكي (از10% تا30% حجمي) هر دوي اين پارامترها كاهش مي‌يابند (ميزان تخلخل از 2/61% تا 41/50% و استحكام خمشي از MPa79 تا MPa1/40) در پايان نيز از نمونه زينتر شده تصوير ميكروسكوپ الكتروني تهيه شد.

In this research, gel-casting method is used, to produce the porous body of WC.In order to achieve this, the Metacrylamid (MAM) and Methylen bore acrylamide (MBAM) monomer system is used as chain-maker and cross-linker monomers.First monomers were dissolved in the deionized water, then tungsten carbide powders was added to the solution, afterward ammonium persulfate) APS( was added as initiator and Tetramethylethylenediamine (TEMED) was added as the catalyst to the suspension. Then, the suspension is immediately poured into the mold and the mold is exposed to 50°C for 30 minutes, so that the gel is formed. Then, the gelled green body were removed from the mold and dried at room temperature. Finally, the green bodies were de-binded and sintered at 1450°C under argon atmosphere.After investigation of rheological behavior of the suspension, it was found that the optimum amount of dispersant was about 0.2 %wt of ceramic powder. Also, results of Thermal analysis indicate the organic matter is removed at 600 °C. After sintering of specimens, the effect of ceramic loading on the porosity and flexural strength was investigated and the results showed that by the increase of ceramic loading (from 10% to 30%Vol) both of these parameters are decreased (porosity decreased from 61.2% to 50.41% and flexural strength decreased from 79MPa to 40.1MPpa). SEM image of the sintered specimen was prepared.