بررسی اثر افزودن دیاتومه و نانوذرات آلومینا به ترکیب ماهیچه های سرامیکی روی استحکام، درصد جذب آب و میزان تخلخل ماهیچه

ماهیچه های سرامیکی، قطعاتی پیش ساخته هستند که برای ایجاد کانال های خنک کننده داخلی، در فرآیند ریخته گری پره های توربین به کار گرفته می شوند که بازده موتور توربین را به طور مثبتی تحت تاثیر قرار می دهد. هدف از ایجاد این فضاهای خالی درون پره ها، خنک سازی سیستم درطول عملیات ریخته گری پره توربین است، که امکان افزایش دمای کاری را فراهم آورده و به علاوه، باعث کاهش وزن نهایی پره ها می شوند. در این پژوهش، با هدف بهینه سازی ترکیب برای ماهیچه های سرامیکی پایه سیلیکاتی، ابتدا ترکیب پایه با نسبت وزنی 70 % سیلیکای آمورف (sio2) و 25 % زیرکن (zrsio4) و با %wt 15 چسب pva با فشار bar 70 پرس شده و در سه دمای 1190، 1210 و 1230 سینتر شدند. در این مرحله دمای c1210 با توجه به نتایج به دست آمده، به عنوان دمای بهینه سینتر نمونه ها انتخاب شد. در مرحله بعد، برای به دست آوردن ترکیب بهینه با افزودن دیاتومه و سل آلومینا، از طراحی آزمایش ها به روش rsm زیر شاخه d-optimal در نرم افزار design expert استفاده شد. ترکیب های معرفی شده توسط نرم افزار، در دمای 1210 سینتر شده، و آزمون-های استحکام مکانیکی و میزان تخلخل و درصد جذب آب برای نمونه ها انجام شد و الگوی فازی و ریزساختار نمونه ها با پراش پرتو ایکس (xrd) بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که با افزایش دیاتومه در ساختار، ابتدا با افزایش تخلخل، استحکام کاهش یافته و سپس افزایش می یابد. بیشترین استکام در بیشینه درصد دیاتومه (12 %( اتفاق می افتد. بررسی الگوی فازی برای نمونه ها نشان می دهد که افزودن دیاتومه به ترکیب، علاوه بر افزودن تخلخل ساختار، به کریستالیزاسیون سیلیکای آمورف کمک می کند و شدت پیک کریستوبالیت را افزایش می دهد. همچنین افزودن سل آلومینا به ترکیب منجر به پر کردن تخلخل ها و تشکیل مولایت می شود که یک ترکیب کریستالی حاصل از واکنش آلومینا با سیلیکا است و تا درصدی به افزایش استحکام ماهیچه کمک می کند.