بررسی تاثیر میزان sic نانو بر چقرمگی و رفتار اکسیداسیون کامپوزیت zrb2-zrc-sic سینتر شده به روش بدون فشار

سازه ‌های مورد استفاده در صنایع نظامی و هوافضا نیازمند خواصی نظیر نقاط ذوب، مقاومت در برابر شوک حرارتی و مقاومت در برابر فرسایش/اکسایش بالا بوده که کامپوزیت ‌های zrb2-zrc-sic به دلیل خواص فیزیکی، مکانیکی و اکسیداسیون پیشتاز آن ها گزینه مناسبی برای حفاظت از سازه ‌های ورود مجدد به جو و مافوق صوت هستند. نقطه قوت این تحقیق استفاده از sic در ابعاد نانو بوده که میزان افزودن آن بر خواص فیزیکی، مکانیکی و مقاومت به اکسیداسیون نانوکامپوزیت zrb2-zrc-sic مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور در پژوهش انجام شده از نانو ذرات sic به عنوان تقویت‌کننده با مقادیر 0، 5، 10، 15و 20 درصد‌ وزنی به زمینه zrb2 ‒10 wt% zrc افزوده شده و به روش pls سینتر شدند. همچنین از b4c به عنوان کمک سینتر به مقدار 3 درصد وزنی استفاده شد. فرآیند سینتر در دمای ℃ 2100، زمان 1 ساعت با نرخ گرم کردن تقریبی 10 درجه سانتی‌ گراد بر دقیقه انجام شد.  نتایج حاصل حاکی از آن است که با افزودن 5 درصد وزنی sic در ابعاد نانو، دانسیته نسبی به بیشترین مقدار خود (98.5 درصد) می‌ رسد. همچنین با افزودن همین مقدار sic نانو، سختی نمونه ‌ها به  gpa 13/8 می ‌رسد. با بررسی میزان اکسیداسیون نمونه ‌ها ثابت شد که نمونه حاوی 5 درصد وزنی sic نانو بیشترین مقاومت به اکسیداسیون را دارا است. نرخ فرسایش جرمی در نمونه حاوی 5 درصد وزنی sic نانو برابر با  mg/s0/18 است. با این حال افزایش میزان sic نانو باعث کاهش چقرمگی شده بطوریکه بیشترین چقرمگی مربوط به نمونه‌ ای فاقد sic است. 

investigating the effect of nano sic particles on fracture toughness and oxidation behavior of zrb2-zrc-sic composite produced by ps method

the structures used in the military and aerospace industries require properties such as melting points, thermal shock resistance, and high erosion/oxidation resistance, and zrb2-zrc-sic composites are the best choice due to their physical, mechanical, and oxidation properties. they are a suitable option for the protection of re-entry and supersonic structures.the strength of this research is the use of sic in nano dimensions, the amount of its addition on the physical, mechanical properties and resistance to oxidation of zrb2-zrc-sic nanocomposite has been investigated. for this purpose, sic nanoparticles were added as reinforcement with amounts of 0, 5, 10, 15 and 20 wt% to the zrb2 ‒10 wt % zrc matrix and were sintered by pls method. also, b4c was used as a sintering aid in the amount of 3% by weight. the sintering process was carried out at a temperature of 2100°c for 1 hour with an approximate heating rate of 10°c/min. the results indicate that by adding 5% by weight of sic in nano dimensions, the relative density reaches its highest value (98.5%). also, by adding the same amount of nano sic, the hardness of the samples reaches 13.8 gpa. by examining the oxidation rate of the samples, it was proved that the sample containing 5% by weight of nano sic has the highest resistance to oxidation. the mass erosion rate in the sample containing 5% by weight of nano sic is equal to 0.18 mg/s. however, increasing the amount of sic nano has decreased the toughness so that the highest toughness is related to the sample without sic.