ساخت شیشه سرامیک کوردیریت با استفاده از رزین سیلیکونی و بررسی خواص مکانیکی آن

نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 رئیس مرکز تحصیلات تکمیلی، دانشگاه هوایی شهید ستاری

2 دانشکده مهندسی شیمی و مواد- دانشگاه صنعتی شاهرود

3 معاون پژوهش دانشگاه هوایی شهید ستاری

10.30501/jamt.2020.204979.1051

چکیده

کوردیریت (2MgO,2Al2O3,5SiO2)، یکی از ترکیبات موجود در دیاگرام سه‌تایی MgO-Al2O3-SiO2 است. با توجه به اینکه شیشه سرامیک‌های کوردیریتی دارای خواصی همچون ثابت دی‌الکتریک پایین، ضریب انبساط حرارتی بسیار کم، ضریب تلفات کم، دیرگدازی و پایداری شیمیایی و مکانیکی مناسب هستند، مهم‌ترین فاز در دیاگرام سه‌تایی MgO-Al2O3-SiO2 به شمار می‌روند. این ویژگی‌ها کوردیریت را برای استفاده در بسیاری از کاربردها مانند تجهیزات موردنیاز کوره‌ها، ظروف مقاوم به شک حرارتی، پوشش‌های دیرگداز بر روی زیر لایه-های فلزی، به‌عنوان رادم در صنایع نظامی و بسیاری از کاربردهای صنعتی دیگر تبدیل کرده است. در این پژوهش، α-کوردیریت با استفاده از روش واکنش حالت‌جامد پودرهای اکسیدی (Al2O3، MgO و SiO2) و رزین سیلیکونی MK سنتز شد. جهت فاز یابی نمونه‌های سنتز شده، آزمون پراش اشعه‌ی ایکس انجام گرفت و نشان داد که α-کوردیریت در دمای °C 1300 سنتز شده و با افزایش دمای تف‌جوشی تا °C 1400، درصد فاز α-کوردیریت نیز افزایش می‌یابد. با انجام آزمون میکرو سختی سنجی، مشاهده شد که سختی α-کوردیریت سنتز شده برابر با GPa 35/12 است. آزمون خمش سه‌نقطه نیز به‌منظور بررسی استحکام خمشی صورت گرفت و استحکام خمشی MPa 6/3±62 به دست آمد. همچنین ثابت دی‌الکتریک 22/3-18/3 در محدوده فرکانس GHz 5/12-11 و تانژانت تلفات 005/0-001/0 برای α-کوردیریت سنتز شده به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Fabrication of cordierite glass-ceramic with the use of silicone resin and study of its mechanical properties

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Zarei 1
  • loghman namaki gharahnaw 2
  • Akbar Cheraghi 3
1 Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology
2 Faculty of Chemical and Materials Engineering- Shahrood University of Technology
3 Shahid Sattari Aeronautical University of Science and Technology
چکیده [English]

Cordierite (2MgO, 2Al2O3, 5SiO2) is one of the compounds in the MgO-Al2O3-SiO2 triplet diagram. Given that the cordierite glass-ceramics have the following properties: low dielectric constant, very low thermal expansion, low Loss factor, refractory, chemical and mechanical stability are appropriate, the most important phase in the MgO-Al2O3-SiO2 triplet diagram is considered. These features also Cordierite for use in many applications, including: furnace equipment, thermal shock resistant containers, refractory coatings on metal substrates, as Radom in the military industry and many industrial applications have become. In this research, α-cordierite was synthesized using the solid state reaction method oxide powder (Al2O3, MgO and SiO2) and silicone resin MK. X-ray diffraction test was used to study the formed phases. α-cordierite was synthesized at 1300 °C, and with an elevated temperature up to 1400 °C, the amount of α-cordierite also increased. By performing the micro vickers hardness test, it was observed that the obtained hardness was equal to 12.35 GPa. To study the flexural strength the three-point bending flexural test used and flexural strength of 62±3.6 MPa was obtained. Also, the dielectric constant 3.18-3.22 was obtained in the frequency range of 11-12.5 GHz and the loss tangent 0.001-0.005 for the synthesized α-cordierite.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cordierite
  • Solid State Reaction
  • Silicone resin
  • Mechanical properties
  • Dielectric Constant

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 29 خرداد 1399
  • تاریخ دریافت: 29 مهر 1398
  • تاریخ بازنگری: 26 خرداد 1399
  • تاریخ پذیرش: 29 خرداد 1399