اثر افزودن كاربيد زيركونيوم و نانو صفحات گرافن بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت‌ پايه ZrB2

اين پژوهش، به منظور بررسي اثر افزودن ZrC بر ريزساختار، و خواص مكانيكي كامپوزيت‌هاي ZrB2 تقويت‌شده با نانو صفحات گرافن (GNP)، سه كامپوزيت از طريق تف جوشي پلاسماي جرقه‌اي (SPS) در دماي 1900 درجه سانتي‌گراد به مدت 7 دقيقه تحت فشار 40 مگاپاسكال تف جوشي شدند و رفتار تف جوشي، ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت حاصل نيز مورد ارزيابي قرار گرفت. چگالي نسبي به روش ارشميدس اندازه گيري شد. براي بررسي تركيب شيميايي و شناسايي فاز از تجزيه و تحليل XRD و EDS استفاده شد. از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني ( FE-SEM) براي ارزيابي ريزساختار (اندازه دانه و تخلخل) استفاده شد. استحكام خمشي، سختي و چقرمگي شكست به ترتيب با آزمون خمشي سه نقطه اي، ماكرو ويكرز و Single Edge Notch Beam (SENB) تعيين شدند. نتايج نشان داد كه حضور GNP به تنهايي و همراه با ZrC، چگالي نسبي را به طور قابل توجهي اقزايش مي دهد(99.7%). علاوه بر اين، چگالي كامل با افزودن 10 و 20 درصد حجمي ZrC در مقايسه با سراميك خالص ZrB2 با چگالي نسبي 81% حاصل شد. حداكثر سختي ، استحكام خمشي و چقرمگي شكست GPa 25.8، MPa 597 و MPa m0.5 4.9 به ترتيب براي كامپوزيت ZrB2-GNP تقويت شده با 20 درصد حجمي ZrC بدست آمد.