تف‌جوشي بدون فشار و خواص مكانيكي و حرارتي نانوكامپوزيت ZrB2-ZrC-SiC

سراميك‌هاي فوق دما بالا به‌دليل ويژگي‌هاي منحصر به فرد، پتانسيل كافي براي كاربرد‌هاي هوافضايي، نظامي و صنعتي را دارند. يكي از اين سراميك‌ها كامپوزيت ZrB2SiC است كه با توجه به خواص مكانيكي، حرارتي و مقاومت به اكسيداسيون عالي مورد توجه واقع شده و تحقيقات بسياري روي آن صورت گرفته است. در اين تحقيق، اثر افزودن ZrC بر رفتار تف‌جوشي بدون فشار، خواص مكانيكي، ريزساختاري و حرارتي نانوكامپوزيت ZrB2SiC مطالعه شد. در اين تحقيق از پودرهاي ZrB2 و ZrC در مقياس ميكرون و پودر SiC در مقياس نانو استفاده شد. نانوكامپوزيت‌هاي ZrB220vol% SiC با افزودن 3، 6، 9، 12 و 15 درصد حجمي ZrC، به‌روش بدون فشار و در دماي 2100 درجه سانتي‌گراد تف‌جوشي شدند. نتايج نشان داد، افزودن ZrC موجب بهبود چگالي نسبي، سختي و چقرمگي شكست نانوكامپوزيت ZrB220vol% SiC مي‌شود. بهينه خواص در نمونه حاوي 12 درصد حجمي ZrC به‌دست آمد و چگالي نسبي، سختي و چقرمگي شكست اين نمونه به‌ترتيب 99/01 درصد، 16/95 گيگاپاسكال و 5/43 مگاپاسكال بر جذر متر گزارش شد. تجزيه حرارتي نمونه‌ها نشان داد افزودن ZrC موجب كاهش نفوذ حرارتي اين نانوكامپوزيت شده است، به‌طوري كه بالاترين ميزان نفوذ حرارتي دماي محيط براي نمونه فاقد ZrC با مقدار 35/3 ‌ميلي‌متر مربع بر ثانيه گزارش شد.