طرح پژوهشی دانشجویی خاتمه‌یافته در حوزه کامپوزیت‌های سرامیکی دیرگداز؛
بررسی تولید کامپوزيت‌های زمینه زيرکونیايی با کاربید‌های زيرکونیوم و سیلیسیوم توسط سینتر جرقه پلاسما
دانشجو: مهندس سعید صمدی آذر
مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد
اساتید راهنما: دکتر ایمان مباشرپور-دکتر مسعود علیزاده
استاد مشاور: دکتر لیلا نیکزاد
زمینه کاربرد پروژه: مواد اولیه نسوز سرامیکی، کامپوزیت ضد سایش دما بالا
خلاصه پروژه: هدف اصلي اين پژوهش بررسي امکان توليد كامپوزيت ZrO2 و كاربيدهاي زيركونيوم و سیلیسیم(ZrC,SiC) با استفاده از دستگاه سينتر جرقه پلاسما است. به‌منظور دستيابي به نمونه بهينه از پودر زيركن، كربن فعال و گرافيت استفاده شد. در فاز اول زيركن و گرافيت به نسبت 1:1 باهم مخلوط شدند و جهت همگن سازي به مدت يک ساعت در آسياب سيارهاي قرار داده شد. پودر همگن شده در دماهاي 1500،1400 و 1600 درجه سانتيگراد توسط دستگاه سينتر جرقه پلاسما با زمان هاي ماندگاري 5 ،10 و 15 دقيقه در دماي بيشينه سنتز شد. از پراش پرتو ايکس (XRD) به‌منظور بررسي فازي تركيب كامپوزيت به دست آمده و از ميکروسکوپ الکتروني روبشی (SEM) به‌منظور بررسي مورفولوژِي و توزيع اندازه ذرات و ريز ساختار بدنه هاي سينتر شده استفاده شد. نتايج سختي و چقرمگي با فرورونده ويکرز، و استحکام با روش سه نقطه اي اندازه گيري شد. نتايج نشان داد نمونه سينتر شده در دماي 1600 درجه سانتيگراد و زمان ماندگاري 15 دقيقه در دماي بيشينه ، از لحاظ فازهاي تشکيل شده و كربن باقيمانده نسبت به دو نمونه ديگر در شرايط مطلوب تري قرار داشت. چگالي، استحکام خمشي و سختي اين نمونه به ترتيب 2/73 گرم بر سانتیمتر مکعب، 98/5 مگا پاسکال و 8/84 گیگا پاسکال به دست آمد. در فاز دوم از مخلوط كربن فعال و زيركن با نسبت 1به 1 استفاده شد. مخلوط پودري جهت همگن سازي به مدت يک ساعت در آسياب سيارهاي قرار داده شد و دماهاي 1450 ،1550 و 1600 درجه سانتي گراد براي سنتز انتخاب شدند. نمونه بهينه، نمونه سنتز شده در دماي 1600 انتخاب شد و چگالي، استحکام خمشي و سختي اين نمونه به ترتيب 2/86 گرم بر سانتیمتر مکعب، 132/4 مگا پاسکال و 9/86 گیگاپاسکال به دست آمد.
