فرشاد سلیمانی

4N3Si به دلیل خواص مکانیکی بالا، شوک پذیری حرارتی مناسب، پایداری در محیط های خورنده و اکسیدی و شفافیت بالا نسبت به امواج الکترومغناطیسی در محدوده مایکروویو به عنوان ماده ای منحصربفرد برای کاربردهای مهندسی در شرایط بحرانی مطرح است. بدلیل ضریب نفوذ در خود پایین و پیوندهای کووالانسی قوی، تفجوشی 4N3Si بدون افزودنی با مشکلات فراوانی همراه است. در این پژوهش کامپوزیت سازی 4N3Si با نیترید بور/ آلومینوسیلیکات باریم ( BAS/BN/4N3Si ( با نسبت وزنی 70 به 30 درصد وزنی به روش تفجوشی پلاسمای جرق های ) SPS ( انجام شد. ایجاد فاز شیش های آلومی نوسیلیکات باریم براساس مکانیزم تفجوشی فاز مایع منجر به افزایش نسبت چگالی حقیقی به تئوری تا 10 / 96% در مقایسه با 4N3Si خالص با چگالی نسبی 96 / 76 % شد. همچنین افزودن میزان نیترید بور در مقادیر 3 تا 9 درصد وزنی باعث افزایش استحکام خمشی کامپوزیت از 218 تا 268 مگاپاسکال شد. بررسی خواص مکانیکی نمونه های ساخته شده بیانگر این است که نمونه دارای 9 درصد وزنی نیترید بور تف جوشی شده ، دارای بالاترین میزان استحکام خمشی 75 / 268 مگاپاسکال بوده و دارای سختی 654 ویکرز است. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز فازی توسط پراش پرتو ایکس نشان داد که افزودن BN باعث رشد دانههای β-Si3N4 با مکانیزم انحلال، نفوذ و رسوبگذاری ) SDP ( شده و در نتیجه نقش موثری در افزایش استحکام خمشی نمون هها در مقایسه با نمونه بدون نیترید بور دارد.