بررسی اثر افزودن نانوپودر زیرکنیای نیمه پایدار بر سینتر و خواص مکانیکی کامپوزیت های شیشه-سرامیک میکا-دایوپساید

در این پژوهش شیشه-سرامیک ماشینکاری شونده فلوگوپیت-دایوپساید از طریق زینتر مخلوط 70 درصد وزنی شیشه سیستم k2o-mgo-b2o3-al2o3-sio2-tio2-f و 30 درصد وزنی فریت شیشه سیستم na2o-cao-sio2-fe2o3-wo3 تهیه شد.سپس مخلوط شیشه حاصل با 3، 5، 10 و 15 در صد وزنی نانوذرات زیرکنیای نیمه پایدار و همچنین با 5، 10 و 15 درصد وزنی زیرکنیای نیمه پایدار میکرونی تقویت گردید. در ادامه ترکیبات حاصل در محدوده دمایی c?1020-950 با سرعت گرمایشc ?10 و به مدت 3 ساعت مورد عملیات حرارتی قرار گرفتند. سپس قابلیت زینترپذیری و تبلور نمونه ها از طریق اندازه گیری درصد جذب آب، درصد انقباض خطی، چگالی توده ای و چگالی نسبی بررسی شد. فازهای موجود از طریق پراش اشعه ایکس (xrd) مورد شناسایی قرار گرفته و ساختار نمونه های زینتر شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شد. نتایج آنالیز xrd نشان می دهد که فلوگوپیت و دایوپساید فازهای بلوری عمده در شیشه-سرامیک می باشد و در کامپوزیت ها علاوه بر این دو فاز، فاز بلوری زیرکن نیز تبلور می یابد. همچنین با توجه به تصاویر sem آگلومره های زیرکنیا در ساختار کامپوزیت های تقویت شده با نانوذرات زیرکنیا وجود دارد که قابل شناسایی توسط آنالیز xrd نمی باشد ولی در کامپوزیت های تقویت شده با زیرکنیای میکرونی تقریباٌ تمامی زیرکنیا با شیشه باقیمانده واکنش داده و زیرکن تشکیل می شود. همچنین خواص مکانیکی شیشه-سرامیک و کامپوزیت ها شامل سختی، استحکام خمشی و چقرمگی شکست اندازه گیری شد. این اندازه گیری ها نشان می دهد با افزودن 15 درصد وزنی زیرکنیای نیمه پایدار به شیشه-سرامیک فلوگوپیت-دایوپساید با وجود کاهش قابلیت زینترپذیری نمونه ها، خواص مکانیکی بهبود می یابد.