محقق دانشگاه صنعتی مالک اشتر با حمایت سازمان هوافضا موفق به بهینه‌سازی خواص مکانیکی یک نوع سرامیک دما بالا شد؛ این نوع سرامیک‌ها در صنایع حساسی مانند هوافضا و دفاع کاربرد گسترده دارند.

بهبود خواص سرامیکهای دمابالا با سبوس برنج

به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، مواد مرکب زمینه سرامیکی، دسته‌ای از مواد هستند که در فاز دوم به‌منظور تغییر خواص زمینه یا فاز تقویت‌کننده به آن‌ها افزوده می‌شود.

در مواد مرکب، خصوصیات زمینه و فاز تقویت‌کننده با هم ترکیب می شود تا خواص جدید و متفاوتی ایجاد کند. سرامیک‌های مهندسی دمابالا به آن دسته از سرامیک‌هایی گفته می‌شود که قابلیت استفاده در دمای متوسط تا دماهای بالا، (بیش از۲۰۰۰ درجه سانتی گراد) تنش‌های کم تا زیاد و محیط‌های به‌شدت اکسیدکننده و خورنده را داشته باشند.

در این میان، آن دسته از سرامیک‌هایی که دمای ذوب بیش از ۳۰۰۰ درجه سانتی گراد داشته باشند، به‌عنوان سرامیک‌های فوق دمابالا شناخته می‌شوند.

بلال جاهد، محقق این طرح، ضمن اشاره به خواص مناسب حرارتی و مکانیکی «دی بورید زیرکونیوم» به بیان اهداف دنبال شده در این طرح پرداخت و گفت: «دی بورید زیرکونیوم» خواص مناسبی از نظر حرارتی، مکانیکی و نقطه ذوب دارد. ضمنا این ماده‌ سرامیکی دارای استحکام گرم و مقاومت بالا در برابر محیط‌های خورنده است؛ بنابراین ماده‌ مناسبی برای بسیاری از کاربردهای سازه‌ای دمابالا است.

به گفته وی، یکی از معایب این ماده که کاربرد آن‌ها را با محدودیت مواجه کرده، پایین بودن استحکام و چقرمگی شکست آن است که در این پژوهش سعی شده با افزودن یک فاز ثانویه‌ مناسب، خصوصیات مذکور بهبود داده شود.

این محقق ادامه داد: با توجه به اینکه فاز ثانویه این سرامیک کامپوزیتی، یعنی نانو ویسکر و نانوذرات کاربید سیلیکون از سبوس برنج گرفته شده است، بنابراین تولید این سرامیک مهندسی با هزینه و آلودگی زیست‌محیطی کمتری انجام خواهد شد.

وی ادامه داد: به‌علاوه افزودن نانو ویسکرهای کاربید سیلیکون موجب بهبود چقرمگی و استحکام شکست این سرامیک پرکاربرد خواهد شد.

جاهد در رابطه با مراحل انجام این طرح گفت: در مرحله‌ی اول نانو ویسکر و نانوذرات از سبوس برنج سنتز شده و سپس سنتز آن‌ها توسط آزمون‌های XRD و XRF و همچنین میکروسکوپ الکترونی بررسی و تأیید شد؛ در مرحله‌ بعد نانو ویسکر و نانو ذرات با درصدهای متفاوت به زمینه‌ی بورید زیرکونیوم اضافه شده و نانوکامپوزیت تولید شده پرس و پیرولیز و زینتر شد.

به گفته وی، در نهایت خواص قطعات تولید شده از نانوکامپوزیت حاصل، از جمله دانسیته نسبی، سختی ویسکر (ویکرز) و چقرمگی شکست، مورد ارزیابی قرار گرفت.

این طرح در قالب پایان‌نامه‌ کارشناسی ارشد بلال جاهد و با راهنمایی دکتر مهری مشهدی از دانشگاه علم و صنعت (دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران) ایران و با همکاری سازمان هوا فضا انجام ‌شده است.

این پایان‌نامه تحت عنوان پایان‌نامه‌ مورد نیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه‌ی توسعه‌‌ی فناوری نانو نیز رسیده است.

منبع: مهر