بررسی تأثیر هافنیوم دی بوراید بر ریزساختار کامپوزیتهای پایه ZrB2 سینتر شده به روش SPS

سینتر با جرقه پلاسما (SPS) فرآیندی است که طی سال‌های اخیر برای سرامیک‌های فوق دما بالا به کار گرفته می شود. در این پژوهش کامپوزیت‌های پایه ZrB2 با درصدهای مختلف HfB2 (Vol 15%-0) با استفاده از فرآیند SPS در دماها (1600- 1900)، زمانها (min 8-4) و فشارهای (MPa 40-10) سینتر شدند. به علاوه تأثیر MoSi2 بر نفوذ Hf در Zr مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی ریزساختار و نوع فازهای تشکیل شده بررسیهای ریزساختاری با استفاده از SEM و شناسایی فازها با استفاده از آنالیز نقطه‌ای و خطی انجام شد. تأثیر دما، زمان و فشار فرآیند SPS بر ریزساختار کامپوزیت نهایی و فازهای تشکیل شده در آن، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که Hf و Zr در هم نفوذ نموده و تشکیل محلول جامد B2(Zr, Hf) می‌دهند. همچنین مشخص شد که با افزایش دما و زمان سینترینگ، میزان نفوذ و در نتیجه محلول جامد افزایش می‌یابد. به علاوه مشخص شد که فشار تأثیر بسیار کمتری نسبت به دما و زمان بر فرآیند نفوذ دارد. نتایج آنالیز خطی نشان داد که حضور MoSi2 سبب تشکیل یک فاز مایع شده که به نوبه خود سبب تسهیل فرآیند نفوذ Hf و Zr در هم می‌شود. همچنین مشخص شد که افزودن HfB2 سینترپذیری ZrB2 را بهبود نداده و به میزان اندکی سبب افزایش درصد تخلخل‌های باز می‌شود.