اثر افزودن نانوذرات SiC بر خواص مكانيكي و مقاومت به سايش كاربيدهاي سمانته فرآوري شده به روش تفجوشي پلاسماي جرقه‌اي

در اين تحقيق كاربيدهاي سمانته WC10Co حاوي مقادير مختلف از نانوذرات SiC (1 تا 4 درصد وزني) به روش تفجوشي پلاسماي جرقه اي فرآوري شدند. اثر مقدار SiC بر ريزساختار، خواص مكانيكي و مقاومت به سايش با استفاده از آزمون هاي متالوگرافي، سختي سنجي، چقرمگي شكست و آزمون سايش پين بر ديسك مطالعه شد. نتايج مطالعات ميكروسكوپي نشان داد كه افزودن نانوذرات SiC با درشت شدن دانه ها و در نتيجه كاهش سختي ماده همراه بود. با اين حال، چقرمگي شكست و به خصوص مقاومت به سايش به ميزان قابل توجهي افزايش يافت. ضريب اصطكاك نيز با افزودن نانوذرات SiC كاهش يافت. كمترين نرخ سايش (1 ميليمتر مكعب بر متر) براي كاربيد سمانته تقويت شده با 2 درصد وزني نانوذرات بدست آمد. در نمونه بدون نانوذرات تقويت كننده، سيلان پلاستيك وسيع زمينه به همراه بيرون كشيده شدن ذرات WC موجب نرخ سايش زياد (23 ميليمتر مكعب بر متر) شد. در نمونه هاي نانوكامپوزيتي، انحلال جزيي SiC و استحكام بخشي محلول جامد ناشي از آن موجب تقويت فاز بايندر Co و كاهش تغيير شكل پلاستيك شد. علاوه براين، ذرات WC درشت در نمونه هاي نانوكامپوزيتي مقاومت بيشتري در برابر بيرون كشيده شدن از خود نشان دادند كه در نتيجه آن مقاومت به سايش افزايش يافت.