بررسی عوامل موثر بر خواص کامپوزیت‌های متخلخل بر پایه کاربید سیلیسیم دارای اتصال کوردیریتی تهیه شده به روش اتصال- واکنشی

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 6، دوره 4، شماره 16، مرداد و شهریور 1393، صفحه 57-70   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

الهام صفابخش¹؛ ساسان اطرج^{* 2}؛ محمدرضا نیلفروشان³

¹دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده‌ فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد.

²استادیار، دانشکده‌ فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد.

³دانشیار، دانشکده‌ فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد.

تاریخ دریافت: 10 تیر 1393،  تاریخ پذیرش: 10 تیر 1393 

چکیده

در این پژوهش، کامپوزیت­های متخلخل بر پایه کاربید سیلیسیم دارای اتصال کوردیریتی به­وسیله روش اتصال واکنشی ساخته شد. به همین دلیل از کاربید سیلیسیم، تالک و کائولن بعنوان مواد اولیه و از گرافیت و اسفنج پلی اورتان بعنوان عوامل ایجاد تخلخل برای ساخت این نوع کامپوزیت­ها استفاده شد. در این ارتباط تاثیر پارامترهایی همانند نوع و مقدار مواد اولیه، مقدار کاربید سیلیسیم، نوع و مقدار عامل ایجاد تخلخل بر خواص این نوع کامپوزیت­ها شامل مقدار تخلخل، استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر شوک حرارتی، دیرگدازی تحت بار، ترکیب فازی و ریزساختار پس از پخت در دمای °C1250 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نوع و ترکیب مواد اولیه تأثیر زیادی بر مقدار فاز کوردیریت تشکیل شده دارد. هم­چنین فازهای کریستوبالیت، کوراندوم، مولایت اولیه و ثانویه علاوه بر کوردیریت در بدنه می­توانند تشکیل شوند که مقدار آنها به نوع و ترکیب مواد اولیه و مقدار کاربید سیلیسیم وابسته است. از طرف دیگر نوع و مقدار عامل ایجاد تخلخل نیز بر استحکام مکانیکی تاثیر زیادی دارد. نتایج نشان داد که ترکیب کامپوزیت حاوی 30 درصد وزنی گرافیت و 60 درصد وزنی کاربید سیلیسیم از خواص مناسب­تری برخوردارند. بررسی­های ریزساختاری نیز تشکیل فاز اتصالی کوردیریت بهمراه مولایت را به­گونه مناسب بین ذرات کاربید سیلیسیم تایید کرد.

کلیدواژه‌ها

کامپوزیت؛ متخلخل؛ کوردیریت؛ کاربید سیلیسیم؛ مولایت

عنوان مقاله [English]

Investigation of key Parameters on the Properties of Cordierite Bonded Porous SiC Composites Produced by Reaction-Bonding Method

نویسندگان [English]

E. S¹؛ S. O²؛ M.R N³

چکیده [English]

In this paper, the cordierite bonded porous SiC composites were prepared by a reaction bonding method. For this reason, SiC, talc and kaolin as raw materials, using graphite and poly urethane sponge as the pore-forming agents were used for the preparation of these composites. The effects of raw materials type and content, silicon carbide content and type and content of pore-forming agent on the properties of these composites after firing at 1250 °C were investigated. Hence, the physical and mechanical properties, thermal shock resistance, refractoriness under load, phase composition and microstructure of these composites were evaluated. The results showed that raw materials type and composition have effects on the formation of cordierite phase drastically. The cristobalite, corundum, primary and secondary mullite phases can form in composite besides of cordierite which their contents depend on raw materials and silicon carbide content. Besides, type and content of pore-forming agent have a great effect on the mechanical strength of these composites. The best results were obtained with composition containing 30 wt.% graphite and 60 wt. % silicon carbide. The microstructural investigations showed that a proper cordierite-mullite bonding was formed between silicon carbide particles.

کلیدواژه‌ها [English]

Composite؛ Porous؛ Cordierite؛ Silicon carbide, Mullite