عنوان

بررسی ساخت سرامیک‌های مونولیتیک الیافی بر پایه آلومینا-کاربید سیلیسیم / گرافیت

Number

‭۱۸۰۱۱پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی ساخت سرامیک‌های مونولیتیک الیافی بر پایه آلومینا-کاربید سیلیسیم / گرافیت

First Statement of Responsibility

/الهه اکبری

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۵‬

Name of Manufacturer

، افشاری

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مواد-گرایش سرامیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۰۹/۰۱‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

سرامیک‌های یک‌صپارچه الیافی غالبا جایگزین کم‌هزینه‌تری نسبت به کامپوزیت‌های سرامیکی تقویت‌شده با الیاف پیوسته هستند که بهبود قابل‌توجهی در چقرمگی و شکست نرم این مواد به وجود می‌صآورند .پژوهش حاضر به بررسی و ساخت کامپوزیت‌های سرامیکی یک‌صپارچه آلومینا- کاربید سیلیسیم و همچنین ساخت کامپوزیت یک‌صپارچه الیافی با هسته آلومینا و کاربید سیلیسیم و پوسته گرافیت به روش پرس گرم می‌پردازد .اهداف اصلی در این پروژه بررسی رابطه میان ساختار دو جزئی الیاف) شامل هسته و پوسته (با ریزساختار و ویژگی‌های مکانیکی محصول نهایی است .برای دست‌یابی به این مهم، ابتدا کامپوزیت آلومینا با ‮‭۵‬ تا ‮‭۲۵‬ درصد وزنی کاربید سیلیسیم و ‮‭۵/۰‬ درصد وزنی اکسید تیتانیم به عنوان کمک زینتر در سه دمای‮‭۱۴۰۰‬ ، ‮‭۱۵۰۰‬ و ‮‭۱۶۰۰‬ درجه سانتی گراد و فشار ‮‭۳۰‬ مگاپاسکال به مدت ‮‭۶۰‬ دقیقه تحت پرس گرم قرار گرفت .در مرحله دوم پژوهش الیاف به قطر ‮‭۱‬ میلی‌صمتر با هسته کامپوزیتی با ترکیب ثابت شامل ‮‭۹۰‬ درصد وزنی آلومینا، ‮‭۱۰‬ درصد وزنی کاربید سیلیسیم و ‮‭۵/۰‬ درصد وزنی کمک زینتر اکسید تیتانیم به همراه پوسته گرافیتی با نسبت‌های مختلف هسته به پوسته ‮‭۶۵:۳۵‬ و ‮‭۷۵:۲۵‬ تولید شد و پس از چینش در قالب پرس سرد در جهات ‮‭۰‬ درجه و ‮‭۰/۹۰‬ درجه و ‮‭۹۰‬ درجه و پرس سرد) پیش پرس ‮‭۳۰‬ (مگاپاسکال، نمونه‌های حاصل در فشار ‮‭۳۰‬ مگاپاسکال در دمای ‮‭۱۵۰۰‬ درجه سانتی‌صگراد به مدت ‮‭۶۰‬ دقیقه تحت فرایند پرس گرم قرار گرفتند .بالاترین چگرمگی شکست و سختی برای کامپوزیت یک‌صپارچه آلومینا-کاربید سیلیسیم حاوی ‮‭۵‬ درصد وزنی کاربید سیلیسیم در دمای ‮‭۱۵۰۰‬ درجه سانتی‌صگرادبه دست آمد و مقدار آن به ترتیب ‮‭۸۹۵/۵‬ مگاپاسکال.جذرمتر و ‮‭۸۴۶/۲۰‬ گیگاپاسکال بود .همچنین بالاترین استحکام در همین دما و برای کامپوزیت حاوی ‮‭۲۵‬ درصد وزنی کاربید سیلیسیم ‮‭۷۵/۶۳۴‬ مگاپاسکال حاصل شد .بررسی‌صهای فازی حضور فاز سخت ‮‭Al۴C۳‬ در کامپوزیت یک‌صپارچه آلومینا- کاربید سیلیسیم را نشان داد .در نمونه‌صهای یک‌صپارچه الیافی آلومینا- کاربید سیلیسیم / گرافیت با چینش الیاف در جهت صفر / نود و با کاهش ضخامت مرز سلول) پوسته(، انحراف و لایه شدن ترک در مرز سلول افزایش یافت و مقدار بیشینه چقرمگی شکست به ‮‭۸۶۵/۸‬ مگاپاسکال .جذرمتر رسید

Text of Note

Fibrous Monolithic Ceramics (FMC) in many of cases are inexpensive alternatives for replacing the ceramic composites that reinforced with continuous fibers. Additionally, the FMC composites in comparison with ceramic composites that reinforced with continuous fibers, provide higher fracture toughness and ductile fracture for using in different applications. Therefore, present research describes the fabrication of alumina- silicon carbide ceramic composites and also fibrous monolithic ceramics with alumina- silicon carbide cores and graphitic shells fabricated by hot pressing method. The main purpose of this project is to find the relationship between the structure of two-component fiber (including core and shell) with the microstructure and mechanical properties of the final product. Therefore, alumina composites with 5-10-15-20-25 wt of silicon carbide and 0.5 wt of titanium dioxide (as a sintering aid) were hot pressed at three temperatures of 1400, 1500 and 1600 C under the pressure of 30 MPa for 1 hour. Then, the fibers with a diameter of 1 mm and cores contain 90 wt alumina,10 wt silicon carbide and 0.5 wt titanium dioxide, surrounded by graphitic shells with 65:35 and 75:25 core to shell volume fraction ratios were produced. For the next step, the fiber layout in the cold press in three different directions of 0 , 0 /90 and 90 and pressed with a load of 30 MPa. After that, the samples were sintered using hot-press method under the pressure of 30 MPa at 1500 C for 1 hour. The maximum fracture toughness and hardness values about 5.895 (MPa.M1/2) and 20.846 were measured for the composites containing 5 silicon carbide. The highest flexural strength of 634.75 MPa was obtained for the sample with 25 wt silicon carbide, which was sintered in 1500 C. Phase analysis results indicate the presence of hard phase Al4C3 in alumina-silicon carbide composite. In the sampels of fibrous monolithic ceramics alumina-silicon carbide / graphite by arrangement fiber in the direction of 0/90 and by reducing the thickness of the cell boundary, by crack deflection and crack delamination in the cell boundary increased and the maximum value of fracture toughness reached to 8.865 MPa .m

اکبری، الهه

قاسمی کاکرودی،مهدی، استاد راهنما

شاهدی اصل، مهدی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی