ساخت و مشخصه یابی کامپوزیت NiO/YSZ به روش پرس سرد – تف جوشی

Abstract

در بین فرآیندهای ساخت کامپوزیت‌های زمینه سرامیکی، استفاده از روش پرس سرد-تف‌جوشی باتوجه به هزینه اندک، بازده بالا و قابلیت تولید قطعات با دقت ابعادی مناسب، مورد توجه است. از نکات منفی این روش، بکارگیری حداقل دو جزء محلول پایه الکلی در فرآیند تولید می‌باشد، چراکه حذف محلول‌ها همراه با صرف انرژی و افزایش احتمال بروز ترک است. بنابراین در پژوهش حاضر تنها با استفاده از یک جزء محلول (PVA)، کامپوزیت سرامیک/سرامیک با روش نسبتا خشک ساخته شد. نمونه‌های کامپوزیتی NiO- YSZ با درصدهای وزنی ۲۵، ۳۰ و ۳۵ از جزء تقویت‌کننده (ایتریا پایدار شده با زیرکونیا) در فشار MPa 110 فشرده شده و قطعات نهایی در فرآیند تف‌جوشی در دمای C° 1260 به مدت 2 ساعت تولید گردید. در ادامه ساختار نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسکوپ الکترونی روبشی و رادیوگرافی مطالعه گردیده و تحلیل بیشتر ریزساختاری با بکارگیری نرم‌افزارهای پردازش تصویر است. همچنین چگالی نمونه‌های تف‌جوشی شده با استفاده از روش ارشمیدوس محاسبه گردیده است. بررسی‌های ریزساختاری حاکی از آن است که میزان تخلخل، کیفیت سطحی و تغییر ریزساختار لایه‌ها تابع درصد وزنی تقویت-کننده است. در سطح نمونه‌های خام ترک عمیق مشاهده نگردیده و در نمونه‌های تف‌جوشی شده، 30% تقویت‌کننده، بهترین توزیع فاز گازی را بدون حضور ترک عمیق نشان می‌دهد. هم‌چنین، بررسی ریزسختی قرص‌ها نشان می‌دهدکه کامپوزیت با ۳۰٪ تقویت‌کننده، بالاترین سختی را داراست. لذا به‌نظر می‌رسد در بین کامپوزیت‌هایی با ۲۵ تا۳۵٪ تقویت‌کننده، کامپوزیتی با 30% تقویت‌کننده، نمونه بهینه است.