فرآيند ساخت سراميك‌هاي يكپارچه اليافي برپايه كاربيد تانتالوم/گرافيت و مقايسه رفتار شكست و خواص مكانيكي آنها با سراميك‌هاي يكپارچه

سراميك‌هاي يكپارچه اليافي گروه جديدي از كامپوزيت‌‌هاي سراميكي هستند كه متشكل از الياف دو جزئي شامل هسته و پوسته مي‌باشند كه به سلول و مرزسلول موسومند. يكپارچه‌‌هاي اليافي خواص مكانيكي مشابه با كامپوزيت‌‌هاي سراميكي تقويت‌شده با الياف پيوسته دارند، مانند انرژي شكست بالا، تحمل عيب و شكست نرم و تدريجي، ولي در عين حال با صرف هزينه بسيار كمتر ساخته مي‌شوند. در پژوهش حاضر، نمونه‌‌هاي يكپارچه‌ اليافي برپايه كاربيد تانتالوم/ گرافيت در طي سه مرحله شامل توليد الياف خام به روش اكستروژن همزمان، چينش آنها در قالب به‌صورت تك‌جهته و تفجوشي با پرس گرم در دماي 1800 درجه سانتي‌گراد به مدت يك ساعت در فشار 40 مگاپاسكال ساخته شدند. همچنين نمونه‌هاي يكپارچه از كاربيد تانتالوم جهت مقايسه خواص مكانيكي آنها با نمونه‌هاي يكپارچه اليافي تهيه شده و به روش پرس گرم با شرايط يكسان دما و فشار تفجوشي گرديدند. نتايج به‌دست آمده نشان دادند كه استحكام يكپارچه‌هاي اليافي در مقايسه با نمونه‌هاي يكپارچه به دليل وجود پوسته ضعيف گرافيتي كاهش يافته ولي انرژي شكست و چقرمگي به‌ترتيب با 137 و 43 درصد افزايش به 1660 ژول بر مترمربع و 6/6 مگاپاسكال جذر متر رسيده است. اين افزايش مطابق با تصاوير مربوط به تعاملات گسترده ترك با مرزسلول ضعيف همچون انحراف ترك و لايه‌لايه شدن آن در امتداد مرزسلول به‌دست آمده از سطح جانبي نمونه‌هاي يكپارچه اليافي پس از اعمال نيروي خمشي مي‌باشد.