تاثیر افزودنی کربن‌اکتیو بر روی ریزساختار و ترکیبات فازی سرامیک کاربید بور زینتر واکنشی

کاربید‌بور به دلیل خواصی مانند سختی بالا، مدول الاستیک بالا، چگالی پایین و غیره، بسیار مورد توجه است. با این حال کاربرد آن به علت مشکل در زینتر پذیری و چقرمگی‌شکست پایین، محدود است. در این تحقیق از روش پرس تک محوری با فشار mpa 140 برای فرآیند ساخت پیش فرم‌های متخلخل کاربید بور استفاده گردیده است. مواد اولیه مورد استفاده، پودر b4c با اندازه 43 میکرون، افزودنی کربن‌اکتیو به میزان 0، 5 و10 درصد وزنی و پودر رزین فنولیک به عنوان بایندر و عامل ایجاد تخلخل به میزان 9% وزنی می‌باشد. عملیات رخنه‌دهی با مذاب سیلیسیم و تولید سرامیک rbbc در کوره خلا، در دمای 1600 درجه سانتیگراد انجام شد. در طی فرآیند فلزخورانی، فاز βsic تشکیل شده از سیلیسیم و کربن، موجب افزایش دانسیته حجمی و خواص استحکامی نمونه‌ها شد. با افزایش کربن‌اکتیو، مقدار سیلیسیم باقی‌مانده از 35% حجمی به 18% حجمی کاهش یافته و در مقابل فاز کاربید سیلیسیم ثانویه از 10% حجمی به 21% حجمی افزایش یافته است. کاهش سیلیسیم باقی‌مانده و افزایش فاز βsic توسط نرم‌افزار آنالیز تصویری مشخص شده است.

Effect of activated carbon additive on microstructure and phase composition of reaction bonded boron carbide ceramic

Abstract Boron carbide is highly regarded because of many properties such as high hardness, high Young’s modulus, low density and etc. however, application of B4C is rather limited due to difficulties in densification and low fracture toughness. In this research, uniaxial press at constant pressure of 140 MPa was applied to fabrication of boron carbide porous preforms. B4C powder with size of 43µm, activated carbon with the amount of 0,5,10 Wt.% and phenolic resin powder as a binder and Porositycausing agent with the amount of 9 Wt.%, were used as raw materials. Infiltration operation with molten silicon had performed in vacuum furnace in temperature 1600 °C. βSiC phase produced from silicon and carbon that caused the volume density and strength properties of specimens during infiltration process. Residual silicon was decreased from 35%.vol to 18 vol.% with increasing activated carbon contents, on the contrary, secondary silicon carbide had increasing continuously from 10%.vol to 2 vol.%. Decreasing in residual silicon and increasing in βSiC phase determined by Image analysis software.