محققان ایرانی موفق به ساخت سرامیک های دما بالا شدند
دکترمهدی شاهدی اصل از محققان این طرح گفت:سرامیک های ساخته شده، ساختار متراکم وغیر متخلخل داشته و از چقرمگی (درعلم مواد به مقاومت مواد در برابر شکست دراثراعمال تنش گفته می شود) شکست بالایی برخوردارند، درصورت دستیابی به تولید انبوه، کاربرد این کامپوزیت ها درصنعت هوافضا، صنایع ریخته گری و جوشکاری است.
دی بورید زیرکونیم (ZrB2)، در میان کامپوزیت های زمینه سرامیکی دما بالا، گزینه مناسب ومورد توجهی است، این مواد در سیستم های حفاظت حرارتی برای کاربردهای هوا فضا، هواپیماهای مافوق صوت، اجزای موشک یا سایر کاربردهای صنعتی همانند الکترود قوس پلاسما و اجزای کوره استفاده می شود.
شاهدی اصل بیان کرد: ساخت دی بورید زیرکونیم به عنوان عضوی از خانواده سرامیک های دما بالا با مشکلات عمده ای همراه است، از جمله می توان به دشواری دستیابی به چگالی کامل (ساختار غیرمتخلخل) و چقرمگی شکست بالا (توانایی جذب انرژی که شکسته شدن و انهدام ماده را به تأخیر می اندازد) اشاره کرد، در این طرح برای بهبود ویژگی های مذکور درکامپوزیت های دی بورید زیرکونیم-کاربید سیلیسیم از افزودنی نانوگرافیت استفاده شده است.
طبق نتایج بررسی ها، استفاده از این نانوافزودنی موجب افزایش چگالی نسبی تا نزدیکی 100 درصد می شود و تقریبا همه تخلخل های نمونه از بین می روند، بهبود حدود 300 درصدی در چقرمگی شکست نمونه تقویت شده با نانو گرافیت نسبت به نمونه سرامیکی فاقد افزودنی از دیگر دستاوردهای این پژوهش بوده است.
به گفته این محقق، یکی از راهکارهای پیشنهادی برای دستیابی به کامپوزیت های با ساختار بهینه، بهره گیری از فرآیندهایی است که هم زمان از دمای بسیار بالا و اعمال فشار بیرونی برای فشرده سازی مخلوط پودر استفاده می کنند، در این پژوهش برای ساخت نمونه ها از فرآیند پرس گرم استفاده شده است.
وی یادآور شد: نکته حائز اهمیت این است که با استفاده از افزودنی نانوگرافیت، به دمای کمتری برای چگالش کامپوزیت نیاز است که صرفه جویی در مصرف انرژی را به دنبال دارد، بهبود ویژگی های مکانیکی نیز به افزایش طول عمر و قابلیت اطمینان قطعه می انجامد. نتایج این تحقیق درمجله Ceramics International به چاپ رسیده است.
