محمد ذاکری - پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده سرامیک،
مهدی خوئینی - دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات
محمدرضا رحیمی پور - پژوهشگاه مواد و انرژی، پژوهشکده سرامیک
مهسا موسوی - دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین

زیرکونیوم دی بوراید (ZrB2) یکی از سرامیک های فوق دما بالا (UHTC) است. تعدادی از کاربیدها و نیتریدهای گروه VB و IVB فلزات واسطه نیز به علت داشتن دمای ذوب بالاتر 3000 درجه سانتیگراد و بعضی خواص دیگر در این گروه جای میگیرند. تعداد کمی از عناصر یا ترکیبات سرامیکی هستند که نقطه ذوبشان به 3000 درجه سانتیگراد یرسد. نیاز به سرامیکهای دی بورایدی چگال در صنایع مختلف باعث شده که تلاش قابل توجه ی برای چگالش پودر دی بورایدهای تجاری و در دسترس صورت گیرد. برای این منظور افزودنیهای فلزی و کمک زینترهای فاز مایع برای تسهیل چگالش و در نتیجه ساخت کامپوزیتهایی بر پایه ZrB2 مورد استفاده قرار میگیرند. بنابراین، مهمترین پیشرفت در چگالش دی بورایدها رسیدن به بیشترین دانسیته با کمترین مقدار فاز ثانویه است زیرا این فازها ممکن است خواص دما بالای قطعه را تضعیف کنند. در این پژوهش اثر افزودنی عناصر فلزی از جمله آهن، نیکل و مولیبدن با درصدهای مختلف بر زینترینگ کامپوزیت های حاصل بر پایه ی ZrB2 توسط کوره های عملیات حرارتی برای بدست آوردن ماکزیمم دانسیته مورد بررسی قرار گرفت و درصد بهینه فاز ثانویه مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر دانسیته، ریزساختار نمونه ها با استفاده از SEM و XRD و همچنین خواص مکانیکی کامپوزیتهای حاصل به کمک تست های خواص مکانیکی شامل سختی سنجی، تافنس با رشد ترک، استحکام فشاری و... مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان میدهد که در اثر افزودن مقدار بهینه از عناصر فلزی مذکور میتوانیم به دانسیته بالای 95 % در دمای 2000 درجه سانتیگراد برسیم.

سرامیکهای فوق دما بالا (UHTC)، زینترینگ، کامپوزیت ZrB2