نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه مواد و انرژی

2 پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران.

10.30501/jamt.2022.313935.1197

چکیده

در این تحقیق کامپوزیتهای سیلیس گداخته – زیرکونیا شامل 5 درصد وزنی زیرکونیای پایدار شده به روش جرقه پلاسما تهیه شدند. پودرها به کمک آسیاب پر انرژی در محیط اتانول به مدت نیم ساعت با هم مخلوط شدند. پس از مخلوط، پودرها در دمای ° C 70 خشک شدند. نمونه‌های تهیه شده در دماهای 1100، 1200 و ° C 1300 و فشار نهایی MPa 30 سینتر شدند. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی نمونه‌ها نشان داد توزیع یکنواختی از زیرکونیای تثبیت شده در زمینه سیلیس گداخته ایجاد شده است. همچنین نتایج ارزیابی نشان داد که نمونه‌های سینتر شده در دمای ° C 1200 دارای استحکام بالاتری نسبت به سایر نمونه‌ها می‌باشند. چگالی نسبی، استحکام خمشی، سختی و چقرمگی این نمونه‌ها به ترتیب 99/99 درصد، GPa40/13، MPa 131 و MPa.m1/2 46/4 بدست آمد. همچنین مشاهده شد با افزایش دمای سینتر تا دمای ° C 1300 ، به دلیل ایجاد تبلور در سیلیس گداخته و در نتیجه آن ایجاد ترک، استحکام کاهش یافته اما سختی و چقرمگی افزایش جزئی داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Sintering Temperature on Properties of Fused Silica- YSZ Composite Prepared by Spark Plasma Sintering

نویسندگان [English]

  • masoud Alizadeh 1
  • Elahe Teymourian 1
  • Touradj Ebadzadeh 2
  • Hossien Nuranian 1

1 Material and Energy Research Center

2 Department of Ceramics, Materials and Energy Research Center, Karaj, Alborz, Iran.

چکیده [English]

In this research, fused silica-zirconia composites contain 5% by weight of zirconia stabilized yettria prepared by Spark plasma sintering (SPS) method. The powders were mixed by Spex (8000D, High energy ball mill) for 30 min in ethanol media. After mixing process, the ethanol removed by heating of the batches at 70 ° C. The prepared samples were sintered at 1100, 1200 and 1300 ° C and final pressure of 30 MPa. FESEM images demonstrated distribution of reinforcements at the fused silica matrix, also the results showed that sintered samples at 1200 ° C have better properties than other samples. Relative density, flexural strength, hardness and toughness of these samples were 99.99%, 13.4 GPa, 131 MPa and 4.46 MPa.m1/2 respectively. Also results showed that with increasing of sintering temperature to 1300 ° C, due to crystallization in fused silica and as a result the formation of cracks in matrix, flexural strength decreased but the hardness and toughness increased slightly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composites
  • Fused silica
  • YSZ
  • Mechanical properties