بررسي اثر كربن در سنتز و سينتر كامپوزيت آلومينا-كاربيد تنگستن

كامپوزيت آلومينا-كاربيد تنگستن به دليل خواص مطلوب، از مواد سراميكي پركاربرد مهندسي است. هدف اصلي اين پژوهش رسيدن به قطعه بالك كامپوزيت آلومينا-كاربيد تنگستن از مواد اوليه ارزان و صنعتي اكسيد تنگستن، آلومينيوم و كربن از طريق واكنش آلومينوترمي اكسيد تنگستن با آلومينيوم و كربن (WO3+2Al+C→Al2O3+WC) است. در ابتدا پودر اكسيد تنگستن، آلومينيوم و كربن با نسبت‏هاي استوكيومتري و نسبت دو برابر استوكيومتري ((WO3/2Al/C) و (WO3/2Al/2C)) در زمان‏ 2 ساعت با آسياب مخلوط شد. براي سينتر اين كامپوزيت‏ها از روش سينتر جرقه پلاسما استفاده شد. نمونه‏ها با سرعت جريان‏دهي oC/min 50 تا دماي oC1350 گرم شدند. زمان نگهداري نمونه‏ها در دماي بيشينه 5 دقيقه و فشار اعمالي MPa30 بود. نمونه‏هاي سينتر شده با اين روش مطلوب نبودند، درنتيجه در ادامه پودرهاي اكسيد تنگستن و آلومينيوم با آسياب پرانرژي در زمان 3 ساعت آسياكاري شد. واكنش مكانوشيميايي اكسيد تنگستن و آلومينيوم از طريق سازوكار احتراقي و درجا انجام و پودر تنگستن و آلومينا تشكيل شد. سپس پودر تنگستن و آلوميناي حاصله با كربن با نسبت‏ استوكيومتري و نسبت دو برابر شرايط استوكيومتري در زمان‏ 5/0 ساعت با آسياب پرانرژي مخلوط شد. علت افزودن كربن با نسبت دو برابر، تكميل فاز كاربيد تنگستن و ممانعت از تشكيل فازهاي ثانويه ناشي از كمبود كربن بود. در نتيجه با آسياكاري و نسبت دوبرابر شرايط استوكيومتري، كامپوزيت آلومينا-كاربيد تنگستن با روش SPS سينتر شد. به منظور شناسايي فازها از آناليز پراش اشعه ايكس استفاده شد.