راه حل فنی برای افزایش چقرمگی و بهبود چگالی سرامیک کاربید بور

در حال حاضر، روش اصلی برای افزایش چقرمگی سرامیک‌های کاربید بور، بهینه‌سازی ترکیب مواد است، مانند افزایش سفتی فیبر/سبیل و سخت‌سازی ذرات فاز دوم. سخت شدن ذرات فاز دوم با افزودن فازهای فلزی، بوریدهای فلزات واسطه، گرافن، نانوذرات، ترکیبات خاکی کمیاب و غیره و تغییر ساختار کریستالی داخلی سرامیک‌ها مانند کنترل ریزساختار سرامیک، کاهش اندازه ذرات، افزایش چگالی سرامیک‌ها و تشکیل لایه‌ای از سرامیک‌ها انجام می‌شود.

اولین راه حل این است که تکنسین ها سرامیک های کاربید بور را با افزودن الیاف کربن سفت کنند. اثر سفت شدن زمانی که حجم الیاف کربن به 10 درصد می رسد بیشترین اهمیت را دارد. چقرمگی شکست مواد کامپوزیت CF/B4C 12 درصد افزایش یافته و به 4.29 مگاپاسکال · متر می رسد.^1/2.

راه حل دوم اضافه کردن سبیل های کاربید سیلیکون به سرامیک های کامپوزیت B4C Si است و مشخص شد که چقرمگی سرامیک های کاربید بور افزایش یافته است. بهترین اثر زمانی حاصل شد که مقدار اضافه 10٪ بود و چقرمگی شکست 35٪ افزایش یافت و به 5.77 مگاپاسکال در متر رسید.^1/2.

گزینه سوم استفاده از معرف اتانول بی آب است و پس از عملیات اکسیژن زدایی، اندازه ذرات کریستال های سرامیکی B4C کاهش می یابد. پس از اکسیژن زدایی از پودر بور 15 درصد وزنی، نمونه در دمای 2100 درجه سانتیگراد فشرده و تف جوشی می شود و چقرمگی شکست نمونه به دست آمده 13 درصد نسبت به قبل از اکسیژن زدایی افزایش می یابد و به 3.93MPa · m می رسد.^1/2.

گزینه چهارم معرفی Ti3SiC2 به B4C برای ساخت مواد کامپوزیتی است. با افزایش محتوای Ti3SiC2، چقرمگی B4C نیز افزایش می یابد. هنگامی که محتوای i3SiC2 به 25-30٪ می رسد، چقرمگی مواد کامپوزیت به 6.54 مگاپاسکال · متر می رسد.^1/2.

از طریق چهار روش فوق، محققان و تکنسین ها چقرمگی سرامیک های کاربید بور را بهبود بخشیده و سرامیک های کاربید بور را با چگالی محصول 2.52 گرم بر سانتی متر مکعب از طریق فرآیند تف جوشی بدون فشار تهیه کرده اند.