دانشکده مهندسی مواد و فناوری های نوین خبر داد
ساخت نانو کامپوزیت زمینه سرامیکی و انتشار مقاله پراستناد
به گزارش روابط عمومی دانشگاه و به نقل از رئیس دانشکده مهندسی مواد و فناوری های نوین، توسط یک پروژه بین دانشگاهی نانوکامپوزیت های سرامیکی پیشرفته فوق دما بالا با به کارگیری فرآیند نوین تفجوشی پلاسمای جرقه ای ساخته شد. پژوهشگران موفق به ساخت نانوکامپوزیت های زمینه سرامیکی پایه دی‌بورید زیرکونیم (ZrB2) تقویت شده با کاربید سیلیسیم (SiC) و نانو ورقه های گرافیتی شدند.
این پژوهش به صورت یک کار گروهی 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. دی بورید زیرکونیم با داشتن ویژگی های بی همتایی مانند دمای ذوب بسیار بالا، رسانش الکتریکی و گرمایی بالا، چگالی متوسط، پایداری شیمیایی و مقاومت سایشی مناسب، توجه پژوهشگران و صنعتگران را به خود جلب کرده است و کاربرد منحصر به فردی در سازه های هوافضایی، المنت های گرمایی کوره ها، بوته های ذوب، الکترودها و پوشش ها دارد.
بر اساس این گزارش، برای تولید کامپوزیت های فوق دما بالا می توان از فرآیندهای تفجوشی بدون فشار، پرس گرم، پرس گرم واکنشی، تفجوشی با امواج مایکرویو و تفجوشی پلاسمای جرقه ای بهره گرفت. در هر صورت، نیاز به دماهای بسیار بالا برای تفجوشی سرامیک ها سبب می شود که دانه های ساختار ماده دچار رشد سریع شود، تنش های پسماند زیادی در قطعه تولید شده باقی بماند و ریزترک های مخربی در محصول نهایی پدید آید. بهره گیری از فرآیند پیشرفته تفجوشی پلاسمای جرقه ای می تواند تا حدودی این مشکلات را رفع نماید، زیرا مدت زمان ساخت قطعه به این روش در مقایسه با فرآیندهای تفجوشی دیگر، بسیار کوتاه است و تنها در چند دقیقه به انجام می رسد.
مشخصه یابی نمونه‌های کامپوزیتی ساخته شده با آزمون های چگالی سنجی، بررسی های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی روبشی، آنالیز فازی به روش پراش پرتو ایکس و تحلیل‌های ترمودینامیکی برای بررسی واکنش های شیمیایی (که امکان وقوع آنها در فرآیند تفجوشی وجود دارد) انجام شد. زدایش ناخالصی های اکسیدی سطحی در اثر واکنش با نانو گرافیت و فازهای تشکیل شده (در محل در دمای بالا)، مانند کاربید زیرکونیم به بهبود چگالش، ریزساختار و خواص مکانیکی نانوکامپوزیت منجر شد. با افزایش مقدار افزودنی نانو گرافیت، سختی کامپوزیت ها کاهش ولی چقرمگی شکست نمونه ها افزایش چشمگیری یافت. به دلیل نرمی ذاتی نانو گرافیت، سختی نمونه ها کاهش یافته و به دلیل فعال شدن سازوکارهای گوناگون چقرمه شدن بهبود قابل توجهی در چقرمگی شکست نمونه ها در پی افزودن این نانو ماده کربنی مشاهده شد.
یافته های این کار پژوهشی ارزشمند در سال ۲۰۱۸ میلادی در جلد هفتصد و شانزدهم مجله معتبر Materials Science & Engineering A با ضریب تاثیر ۳٫۴ به چاپ رسیده است. نویسندگان بر این باورند که دستاوردهای پژوهشی ارائه شده در این مقاله می تواند در صنایع ساخت ابزارآلات و تجهیزات دیرگداز و مقاوم به سایش و همچنین در طراحی سازه های هوافضایی پیشرفته به کار گرفته شود.
شایان ذکر است که بر پایه گزارش پایگاه استنادی Web of Science این اثر به عنوان مقاله پر استناد (Highly Cited) در سال ۲۰۱۸ معرفی شده است.
برای مشاهده متن کامل این مقاله می‌توان به نشانی زیر مراجعه کرد:
