انتشار دومین مقاله پراستناد از پروژه ساخت و مشخصه یابی نانو کامپوزیت‌ها

انتشار دومین مقاله پراستناد از پروژه ساخت و مشخصه یابی نانو کامپوزیت‌های زمینه دی‌بورید زیرکونیم با افزودن ذرات کاربید سیلیسیم و نانوگرافیت

این پژوهش به صورت یک کار گروهی بین‌دانشگاهی توسط دکتر سروش پرویزی عضو هیات علمی دانشگاه شهید رجائی، دکتر مهدی شاهدی اصل عضو هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی و مهندس مهران جابری و مهندس زهره احمدی از دانشجویان دکترای پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شد. دی‌‌بورید زیرکونیم با داشتن ویژگی‌‌های بی‌‌همتایی مانند دمای ذوب بسیار بالا، رسانش الکتریکی و گرمایی بالا، چگالی متوسط، پایداری شیمیایی و مقاومت سایشی مناسب، مورد توجه پژوهشگران و صنایع پیشرفته قرارگرفته است و کاربرد منحصر به‌فردی در سازه‌‌های هوافضایی، المنت‌‌های گرمایی کوره‌‌ها، بوته‌‌های ذوب، الکترودها و پوشش‌‌ها دارد.

دی‌بورید زیرکونیم در این پژوهش، زمینه کامپوزیت‌های سرامیکی فوق دما بالا را تشکیل می‌دهد که برای تولید آنها از تفجوشی پلاسمای جرقه‌‌ای استفاده شد. بهره‌گیری از فرآیند پیشرفته تفجوشی پلاسمای جرقه‌ای که فرآیندی سریع در مقایسه با سایر روش‌های تولید است، باعث بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت تولید شده در مقایسه با سایر روش‌های تولید می‌شود. سرعت بالای فرآیند، اجازه رشد دانه را در دمای بالای تفجوشی به کامپوزیت نمی‌دهد. مشخصه‌‌یابی نمونه‌های کامپوزیتی ساخته شده با آزمون‌‌های چگالی سنجی، بررسی‌های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی، آنالیز فازی به روش پراش پرتو ایکس و تحلیل‌های ترمودینامیکی برای بررسی واکنش‌‌های شیمیایی انجام شد.

زدایش ناخالصی‌‌های اکسیدی سطحی در اثر واکنش با نانوگرافیت و فازهای درجای تشکیل شده مانند کاربید زیرکونیم به بهبود چگالش، ریزساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت منجر شد. با افزایش مقدار افزودنی نانوگرافیت، سختی کامپوزیت‌‌ها کاهش ولی چقرمگی شکست نمونه‌‌ها افزایش چشمگیری یافت. به دلیل نرمی ذاتی نانوگرافیت، سختی نمونه‌‌ها کاهش یافت و به دلیل فعال شدن سازوکارهای مختلف چقرمه شدن، بهبود قابل توجهی در چقرمگی شکست نمونه‌ها با افزودن این نانو ماده کربنی مشاهده شد. افزون بر این موارد، تاثیر هم‌افزایی ورقه‌های نانوگرافیت و ذرات کاربید سیلیسیم نیز مورد بررسی قرار گرفت. افزودن کاربید سیلیسم به تنهایی و همراه با نانوگرافیت ورقه‌ای موجب بهبود چگالی، زینترپذیری و خواص مکانیکی کامپوزیت شد. افزودن کاربید سیلیسم و نانوگرافیت ورقه ای موجب ریزدانگی وحذف ناخالصی های اکسیدی از طریق واکنش شیمیایی در محل و ایجاد فازهای بسیار ریز در فصل مشترک زمینه و تقویت کننده شد. هم‌افزایی ورقه‌های نانوگرافیت و ذرات کاربید سیلیسیم منجر به بهبود چقرمگی کامپوزیت شد.

یافته‌های این همکاری بین‌دانشگاهی در قالب دو مقاله علمی-پژوهشی در دو مجله معتبر چارک اول با مشخصات زیر به چاپ رسید: