چکیده

سرامیک های فوق دمابالا (UHTC)به آن به موادی گفته می‌شود که دمای ذوب بالاتر ازC?3000 داشته باشند.عموما UHTCها ازترکیب   نیترید، کاربید و بورید با فلزهای واسطه گروه 4،5 و 6 به تشکیل می‌شوند.در میان این سرامیک ها ZrB₂ به دلیل پایداری نسبی خواص مکانیکی و فیزیکی در دماهای بالا، سختیو استحکام بالا، هدایت حرارتی و الکتریکی بالا و مقاومت به سایش و خوردگی در صنایعنظیر پرنده های فراصوت، المنت ها ،کوره ها، قطعات الکترونیکی و ابزار برش کاربردپیدا کرده است. با این حال زینتر ZrB₂ به دلیل نفوذ در خود ضعیف و دمای زینتر بالابا چالش مواجه است.تحقیقات قبلی نشان داد تا 20% حجمی SiC درمیان افزودنیهای پیشنهاد شده تاثیر چشم گیری در فرایند زینتر و بهبود خواص کامپوزیت پایه ZrB₂ دارد.هدف در این پژوهش ساخت و مشخصه یابی سرامیک فوق دما بالا پایه ZrB_2-20 vol% SiCبه روش   چند مرحله ای در بیشینه دما های 1600 تا 1900 درجه سانتیگراد و در فشار MPa 30 و بررسی اثرافزودنی TiCدر مقادیر حجمی 5%، 10% و 15% و فیبرکربن در سیاره ای در محیط تر   با نسبت پودر به گلوله 1:5 ، کاپ پلی اتیلنی وگلوله زیرکونیای با قطر 1 و 2 سانتیمتر در سرعت RPM 250 به مدت 2 ساعتاستفاده شد. مقایسه نتایج در این پژوهش نسبت به تحقیقات قبل نشان داد استفاده    چند مرحله ای بجای  تک مرحله ای موجب کاهش بیشینه دما و زمان ماند جهت رسیدن به تراکم بالا 99% شد.همچنین استفاده   TiC تا 10% حجمی بهدلیل تشکیل محلول جامد (Zr,Ti)B₂ و (Ti,Zr)C و همچنین واکنش با اکسید های سطحی پودر ZrB₂   نظیر ZrO₂و B₂O₃منجربه افزایش 15% چگالی نسبی و بهبود خواص مکانیکی شامل سختی (14%) مدولالاستیک (%12) استحکام شکست (20%) و چقرمگی شکست (8%) شد. همچنین مشاهده شد افزودن فیبرکربن به میزان 4% و 8% حجمی بهکامپوزیت ZS10Tو زینتر آن در دما 1800 درجه سانتیگراد موجب کاهش 7% و 11% چگالی نسبی و همچنینموجب عدم اتصال ذرات تشکیل دهنده کامپوزیت به یکدیگر شد. بررسی نتایج نشان دادافزودن 4% حجمی فیبرکربن به کامپوزیت ZrB₂-20 %vol   iC-10 volTiC موجب کاهش خواصمکانیکی شامل سختی (30%)، استحکام خمشی (27%) ، مدول الاستیک (23%) و چقرمگی (15%)شد.

  کلمات کلیدی

سرامیک های فوق دما بالا،کامپوزیت سرامیکی، دی بورید زیرکنیم،سیلیسم کاربید،تیتانیوم کاربید، کربن، تفجوشی پلاسما جرقه ای چند مرحله ای، محلولجامد