بررسي خواص مكانيكي و ريزساختار كامپوزيت هايB4C-C توليدشده به روش پرس داغ

Investigation ofmechanical properties and microstructure ofB4C-Ccomposites fabricated by hotpress

كاربيدبور(B4C)،با داشتن خواصي عالي چون سختي بالا، دانسيته كم و سطح مقطع بالا براي جذب نوترون، كاربردهاي زيادي در تاسيسات هسته‌اي و صفحات زرهي سبك وزن دارد.با توجه به عدم زينترپذيري مناسب كاربيدبور، از رزين فنوليك (كربن) به عنوان كمك زينتر براي اين سراميك استفاده شده است.نمونه‌هاي بدون افزودني و حاوي 5 درصدوزني رزين فنوليك تهيه شدند و در دماي 2200 به مدت يك ساعت زينتر شدند و خواص فيزيكي و مكانيكي نمونه‌هاي مذكور بررسي شد. دانسيته نسبي نمونه‌هاي شامل 5 درصد وزني رزين فنوليك برابر 95 درصدو براي نمونه هاي فاقد افزودني برابر 82 درصددانسيته تيوري به دست آمد.همچنين، افزايش قابل توجهي در بهبود خواص مكانيكي آن ها نسبت به نمونه‌هاي فاقد افزودني مشاهده شد؛ به طوريكه استحكام خمشي از 264 به MPa318، مدول الاستيسيته از 445 به GPa465، سختي ويكرز از 3020 بهGPa3150 و مقادير چقرمگي شكست از6/2 به 2/4 بهبود يافت.

Unique properties of boron carbide (B4C) such as high hardness, low density, and comprehensive area for Neutronattraction, have turned this material into a very suitable candidate for many industrial applications such as nuclear facilities and light armored plates. According to inappropriate sinter ability of boron carbide, phenolic resin was utilized as sintered help for this ceramic. Different free additive samples of B4C with 5wt% phenolic resin were prepared and sintered at 2200°C. Then their physical and mechanical properties were investigated. Results show that the relative density of samples including 5wt% phenolic resin is equal to %95 and for samples without additive is equal to %82 of theoretical density. Furthermore, it can be seen an improvement in mechanical properties in comparison of free additives samples; so that the flexural strength from 264 to 318MPa, the modulus of elasticity from 445 to 465GPa, Vickers hardness from 3020 to 3150GPa andfracture toughness from 2.6 to 4.2MPa.m1/2 will be improved.