سنتز و بررسي خواص و ريزساختار كامپوزيت آلومينا - زيركونيا – كبالت

كارشناسي ارشد

چكيده اين تحقيق با هدف بررسي سنتز، خواص فيزيكي و ريزساختاري كامپوزيت آلومينا- زيركونيا- كبالت صورت گرفته است. از اين رو تركيب‌هايي حاوي 5، 10، 20 درصد حجمي از مجموع تقويت كننده‌هاي زيركونيا و كبالت مورد بررسي قرار گرفت. براي تهيه پودر كامپوزيتي از آلومينا، زيركونياي پايدار شده جزئي با اكسيد ايتريم و سولفات كبالت استفاده شد و با كلسيناسيون در دماي ℃ 1100 به مدت 3 ساعت فاز اسپينل آلومينات كبالت حاصل گرديد. سپس جهت احياي كبالت از اسپينل از پودر آلومينيوم به عنوان كمك احيا استفاده شد، پودر كلسينه شده بعد از مخلوط سازي با پودر Al، در بستر كربن در كوره الكتريكي با دماي ℃ 950 به مدت 3 ساعت قرار گرفت. نتيجه آزمون XRD حضور فازهاي Al2O3، Co، t-ZrO2و مقدار كمي m-ZrO2 را تأييد مي‌كند. در مرحله بعد جهت تعيين و بررسي خواص كامپوزيت Al2O3/ZrO2-Co، پودرهاي احيا شده به دو روش زينتر بدون فشار و زينتر پلاسماي جرقه‌اي، زينتر شدند. جهت زينتر بدون فشار، پودرهاي كامپوزيتي با فشار MPa 400 پرس ايزواستاتيك سرد شدند و سپس زينتر آنها در دماهاي ℃ 1550، ℃ 1600 و ℃ 1650 به مدت 5 ساعت صورت گرفت. در روش زينتر پلاسماي جرقه‌اي، زينتر نمونه‌ها در دماهاي ℃ 1500و ℃ 1600، مدت زمان نگه‌داري 5 دقيقه و فشار MPa30 انجام شد. مطالعه خواص نمونه‌ها نشان داد در روش زينتر بدون فشار، با افزايش دما، چگالي نسبي نمونه‌ها افزايش مي‌يابد و با بكارگيري روش زينتر پلاسماي جرقه‌اي مي‌توان به چگالي نسبي‌هاي بالاتري دست يافت. همچنين در اثر افزوده شدن تقويت كننده‌هاي زيركونيا و كبالت، مقدار سختي كامپوزيت نسبت به آلوميناي يكپارچه كاهش مي‌يابد. بعلاوه در نمونه‌هاي با چگالي نسبي بالاتر، افزايش استحكام نسبت به آلوميناي خالص مشاهده مي‌گردد. براي كامپوزيت با تركيب 90vol.%Al2O3/5vol.%ZrO2-5vol.%Coزينتر شده به روش پلاسماي جرقه‌اي، چگالي نسبي، استحكام خمشي و سختي به ترتيب TD%2/89 و MPa 28±340 وGPa 20/12اندازه‌گيري شد. واژه‌هاي كليدي: كامپوزيت آلومينا- زيركونيا- كبالت، زينتر بدون فشار، زينتر پلاسماي جرقه‌اي

188813

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حميدرضا رضايي

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

دكتر رحيم نقي زاده - دكتر عليرضا خاوندي