1مطالعه و ساخت قطعات غیریکپارچه با جنس های مختلف و یا ساخت قطعات کامپوزیتی از طریق روش هایی مانند اتصال و ساخت افزایشی، به صورت گسترده در حال بررسی می باشد. در بسیاری از تحقیقات، پیوند سرامیک های اکسیدی مانند اکسیدآلومینیوم به خود و همچنین سرامیک های کاربیدی مانند کاربیدسیلیسم به خود بررسی شده است. در این تحقیق، مکانیسم های اتصال دو نوع سرامیک از جنس کاربیدسیلیسیم و اکسیدآلومینیوم با استفاده از یک لایه فلزی از جنس مس و همچنین ایجاد لایه های میانی بین لایه فلز و سرامیک از جنس مواد اولیه موجود در فاز سرامیکی بررسی شده است. ساختار اسپینل برای فصل مشترک مس و اکسیدآلومینیوم و کامپوزیت Cu-SiC، تولید شده با روش آلیاژسازی مکانیکی، برای فصل مشترک مس و کاربیدسیلیسیم، مورد بررسی قرار گرفته است که ضخامت هر دو لایه کمتر از 1 میکرومتر می باشد. روش مورد استفاده جهت اتصال قطعات در این تحقیق، فرآیند نفوذ حالت جامد می باشد. ساختار، ریزساختار و خواص مکانیکی نمونه های ساخته شده، با استفاده از روش های آنالیز پراش اشعه ایکس XRD)(، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDS) و آزمون خمش بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، استحکام خمشی در فصل مشترک برابر با 190 نیوتن بر میلی متر مربع است که در مقایسه با تحقیقات قبلی، به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است. در نهایت می توان نتیجه گرفت که با اعمال لایه میانی مناسب، اتصال به خوبی انجام می شود.

در این تحقیق به منظور ساخت و بررسی خواص جرم ریختنی دیرگداز آلومینا ـ کاربید سیلیسیم ـ کربن جهت کاربرد در راهگاه کوره بلند، ابتدا ترکیبی بر پایه اگریگیت های آلومینای ذوبی قهوه ای با توزیع دانه بندی بهینه طراحی شد و خواص فیزیکی و مکانیکی بدنه های خشک شده در دمای 110oC و پخت شده در دماهای 1000، 1250 و 1500 درجه سانتی گراد ارزیابی گردید. سپس تاثیر مقدار کاربید سیلیسیم بر خواص فیزیکی، مکانیکی و نیز رفتار خوردگی این نوع دیرگدازها ارزیابی گردید. جهت بررسی خوردگی از دو روش آزمایش بوته (Cup Test) وFinger Test بهره گرفته شد. پس از آزمایش خوردگی جهت مشاهده رفتار خوردگی نمونه ها از تکنیک های مطالعات ریزساختاری (SEM/EDS) و فازی (XRD) استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد که با افزایش مقدار کاربید سیلیسیم، میزان خوردگی دیرگدازها افزایش یافته است.

در این تحقیق، نانوکامپوزیت ZrB2-SiC به روش سینتر بدون فشار تولید گردید. از پودر AlN در مقیاس میکرون به عنوان افزودنی استفاده شد. به منظور بررسی تاثیر حضور همزمان ذرات SiC نانو و میکرون ابتدا پودر ZrB2 به همراه درصدهای مختلف از SiC نانو و میکرون در آسیاب سیاره ای با به مدت دو ساعت با سرعت 200rpm آسیاب شدند. مخلوط حاصل پس از پرس گرم اولیه در دمای 80oC و فشار 100Mpa تحت فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) قرار گرفته و در دمای 2150 درجه سانتی گراد سینتر شد. به منظور تعیین نسبت بهینه SiC نانو به میکرون، چگالی نسبی، سختی و چقرمگی نمونه ها اندازه گیری شد. سپس، ذرات AlN به کامپوزیت ZrB2-SiC اضافه شده و ریزساختار و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده از تمامی نمونه ها در ترکیبات مختلف نشان می دهند که با تغییر درصد حجمی SiC نانو از 20 درصد حجمی نانو به 15 درصد نانو و پنج درصد میکرون، کاهش در تخلخل و افزایش در چگالی رخ می دهد. با بررسی ریز ساختاری و اندازه گیری خواص مکانیکی نمونه ها بیشترین سختی و چقرمگی شکست نیز، در ترکیب دارای به ترتیب 15 و 5 درصد حجمی SiC نانو و میکرون و با مقادیر 15.9Gpa و 4.9Mpa.m1.2 مشاهده شد. با افزودن ذرات .57 درصد حجمی AlN چگالی به 98.1 درصد و مقادیر سختی و چقرمگی شکست به 1.17GPa و 5.7Mpa.m1.2 افزایش یافت.

سنتز کامپوزیت های نیترید آلومینیوم - کاربید سیلیسیم از روش واکنش احتراقی بین پودرهای آلومینیوم، کربن و نیترید سیلیسیم (منبع جامد نیتروژن) مورد بررسی قرار گرفت. واکنش احتراق با شعله ور ساختن مخلوط پودری، درون یک فر خانگی بوسیله حرارت دهی میکروویوی، آغاز گردید و از این روش، سرامیک مورد نظر در محصول سنتز، مشاهده شد. برای دست یابی به محصول بیش تر، چندین فراسنج در مراحل گوناگون سنتز، تغییر داده شد. این فراسنج ها شامل زمان آسیاکاری، مقدار کربن موجود در مخلوط واکنش دهنده و جرم مخلوط واکنش دهنده فشرده شده، بود. تغییر دو فراسنج نخست، تاثیر چشم گیری روی افزایش میزان تولید نداشت، اما افزایش اندازه نمونه، احتراق کامل تر و میزان تبدیل بیش تری را امکان پذیر ساخت. دمای احتراق سیستم به گونه تئوری و تجربی بررسی گردید. ریز ساختار و نوع فاز محصولات به ترتیب به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس، مورد تحلیل قرار گرفت.

در این پژوهش، چهار نمونه سرامیکی فوق دما بالای پایه دی بورید تیتانیم یعنی نمونه های بدون افزودنی، دارای نیترید سیلیسیم (5 درصد وزنی)، دارای کاربید سیلیسیم (20 درصد حجمی) و دارای هر دو افزودنی نیترید و کاربید سیلیسیم به روش تفجوشی پلاسمای جرقه ای (SPS) در دمای 1900 درجه سانتی گراد به مدت 7 دقیقه با فشار 40 مگاپاسکال ساخته شد. ریزساختار کامپوزیت های پایه TiB2 به خاطر افزودن SiC و Si3N4 تحت تاثیر قرار گرفت و چگالی نسبی و قابلیت تفجوشی نمونه ها بهبود قابل توجهی پیدا کرد. از آنالیز های فازی (XRD)، میکروسکوپی (SEM) و شیمیایی (EDS) و همچنین آزمون چگالی سنجی برای مشخصه یابی استفاده شد. طبق این آنالیز ها فازهای TiN، SiO2 و نانو ورقه BN در نمونه های TiB2-SiC-Si3N4 و TiB2-Si3N4 به خاطر واکنش شیمیایی SiC و Si3N4 با ناخالصی های اکسیدی سطح ذرات TiB2 (B2O3 و TiO2) تشکیل یافت. زدودن لایه های اکسیدی مضر و تشکیل فاز های ثانویه مختلف سبب جلوگیری از رشد دانه های زمینه TiB2 و همچنین تکامل ریزساختاری و فازی سرامیک های پایه TiB2 شد. افزون بر این، قابلیت تفجوشی پذیری با ساز و کار تفجوشی فاز مایع در نتیجه تشکیل فاز مایع SiO2 به هنگام فرآیند تفجوشی افزایش پیدا کرد.

در این پژوهش رفتار رئولوژی دوغاب های کاربید سیلیسیم تهیه شده به روش ریخته گری ژلی و تاثیر این رفتار بر خواص مکانیکی نمونه های سینتر شده بررسی شد. بهینه سازی رفتار رئولوژی دوغاب کاربید سیلیسیم، موجب تهیه دوغاب پایدار و شکل گیری هر چه بهتر بدنه های کاربید سیلیسیم شد. برای رسیدن به این هدف از تترا متیل آمونیوم هیدورکسید به عنوان پراکنده ساز، آکریلامید به عنوان مونومر، متیلن بیس اکریلامید به عنوان اتصال دهنده عرضی، پرسولفات آمونیوم به عنوان آغازگر و تترامتیل اتیلن دی آمین به عنوان کاتالیست استفاده شد. به منظور کنترل pH نیز از سود سوزآور استفاده شد. برای این کار دوغاب هایی از محلول مونومر آکریلامید و 45 درصد حجمی جامد پودر کاربید سیلیسیم با مقادیر مختلف پراکنده ساز (0، 2/0، 4/0، 6/0، 8/0 و 1 درصد وزنی بر اساس وزن کاربید سیلیسیم) تهیه شد. نتایج نشان داد که برای رسیدن به یک دوغاب با گرانروی مناسب به 4/0 درصد وزنی پراکنده ساز تترا متیل آمونیوم هیدورکسید، pH برابر 5/10 و 24 ساعت زمان برای مخلوط سازی نیاز است. در این دوغاب ها سازوکار دافعه الکترواستریکی باعث پایداری دوغاب ها شده و اضافه کردن مونومر اکریلآمید باعث کاهش گرانروی شد. نتایج نشان داد که در نسبت بهینه اتصال دهنده متیلن بیس اکریلامید به مونومر برابر 1 به 5/17 بیش ترین استحکام خام حاصل شد. بدنه های ریخته گری ژل شده حاصل دارای استحکام خمشی MPA231 بودند.

در این تحقیق، تف جوشی نانوکامپوزیت ZrB2-SiC به روش تف جوشی بدون فشار بررسی گردید. از پودر AlN در مقیاس میکرون به عنوان تقویت کننده استفاده شد. به منظور بررسی تأثیر حضور همزمان ذرات SiC نانو و میکرون ابتدا پودر ZrB2 به همراه درصدهای مختلف از SiC نانو و میکرون در آسیاب سیاره ای با به مدت 2 ساعت با سرعت 200rpm آسیاب شدند. مخلوط حاصل ابتدا توسط پرس تک محوری در دمای oC80و فشار 100MPa پرس گردید و سپس تحت فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) قرار گرفته و در دمای 2150 درجه سانتیگراد در اتمسفر آرگون زینتر شد. به منظور تعیین نسبت بهینه SiC نانو به میکرون، چگالی نسبی، سختی و چقرمگی نمونه ها اندازه گیری شد. سپس ذرات AlN به کامپوزیت ZrB2-SiC اضافه شده و ریزساختار و خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل شده از تمامی نمونه ها در ترکیبات مختلف نشان می دهند که با تغییر درصد حجمی SiC نانو از 20 درصد حجمی نانو به 15 درصد نانو و 5 درصد میکرون، کاهش در تخلخل و افزایش در چگالی نسبی (95.1) رخ می دهد. با بررسی ریز ساختاری و اندازه گیری خواص مکانیکی نمونه ها بیشترین سختی و تافنس شکست نیز، در ترکیب دارای به ترتیب 15 و 5 درصد حجمی SiC نانو و میکرون و با مقادیر 15.9Gpa و 4.9Mpa.m1/2 مشاهده شد. با افزودن ذرات AlN چگالی نسبی به 98.1 درصد و مقادیر سختی و چقرمگی شکست به 17.1 GPa و 5.7Mpa.m1/2 افزایش یافت.

در این پژوهش، اثر نسبت هم ارزی، چگالی حفره محیط متخلخل و نرخ آتش بر پایداری شعله در محیط متخلخل سرامیکی SiC به طور تجربی بررسی شده است. بر اساس موقعیت قرارگیری شعله، چهار رژیم شعله شامل سطحی، مدفون، زیر سطحی و برخاسته دیده شد. رژیم شعله سطحی به صورت شعله غنی به عنوان یک آستانه پایداری و شعله برخاسته برای مخلوط رقیق به عنوان آستانه دیگر پایداری در محیط متخلخل هستند. تغییر چگالی حفره محیط متخلخل در مقادیر نسبت هم ارزی برای آستانه پایداری شعله برخاسته، تغییر چندانی ایجاد نمی کند اما برای شعله سطحی، افزایش چگالی حفره باعث کاهش تغییرات نسبت هم ارزی می شود. همچنین افزایش نرخ آتش، محدوده پایداری شعله در داخل محیط متخلخل را کاهش می دهد. موقعیت شعله با استفاده از توزیع دمای محوری در بدنه مشعل تخمین زده می شود. روند تغییر دما برحسب نسبت هم ارزی در یک نرخ آتش، به طور تقریب مشابه بوده ولی این روند برای نرخ آتش های مختلف متفاوت است. با توجه به نتایج بدست آمده، شعله در دو ناحیه نزدیک سطح فوقانی و در نیمه پایین محیط متخلخل، پایدار می شود.