پرونده مقاله

گرافیت به طور گسترده در ساختارهای دمای بالا مورد استفاده قرار گرفته‌است با این حال، گرافیت از دمای حدود 400 درجه سانتیگراد، به آسانی با اکسیژن واکنش می‌دهد. کاربید سیلیسیم (SiC) با تغییر تدریجی ترکیب در مقیاس میکروسکوپی به عنوان بهترین ماده برای جلوگیری از اکسیداسیون گرافیت شناخته شده است. در این پروژه پوشش SiC بر پنج نوع گرافیت مختلف به روش سمانتاسیون توده‌ای اعمال گردید و رابطه بین ریزساختار و خواص پایه گرافیتی و ساختار پوشش SiC با یافته‌های آزمایشگاهی و محاسبات تئوری بررسی شد. آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان می‌دهد که در روش سمانتاسیون توده‌ای، پوشش کاربید سیلیسیم با تراکم مناسب با ترکیب Si، C و β-SiC ایجاد می‌شود. نوع گرافیت و خواص آنها نقش مهمی در ریزساختار پوشش تدریجی ایفا می‌کند، به طوری که پوشش تدریجی SiC تنها بر گرافیت با چگالی بالا، گرافیته شده خوب، تخلخل مناسب و با توزیع اندازه حفرات در محدوده 710-600 نانومتر تشکیل می‌شود. پرونده مقاله

کامپوزیت C/SiC به عنوان یکی از مواد کامپوزیتی زمینه سرامیکی تقویت شده با الیاف کربن به دلیل دانسیته کم گزینه مناسبی برای سازه های دما بالا مورد استفاده در صنایع هوافضا می باشد. به عنوان مثال نازل ماهواره ها از این کامپوزیت و با فرآیند تلقیح پلیمر و پیرولیز (PIP) ساخته می شود. در پژوهش حاضر فعالیت‌های انجام شده در رابطه با ساخت کامپوزیت زمینه‌ی سیلیکون کارباید تقویت شده با پریفرم دو بعدی کربن (C/C-SiC) ارائه شده است. سیکل های متوالی تلقیح پلیمر پلی کربوسیلان (PCS) و پیرولیز برای رسیدن به دانسیته مناسب کامپوزیت انجام شده است. ریز ساختار، دانسیته، استحکام خمشی و تخلخل باز این کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده‌ی استحکام خمشی بالا (MPa 56) و دانسیته پایین (g/cm3 81/1) این کامپوزیت است که دستیابی به تکنولوژی تولید این کامپوزیت ها را با روش PIP اثبات می کند. پرونده مقاله

با توجه به آن‌که مواد کربنی از جمله گرافیت به طور گسترده در ساختارهای دمای بالا مورد استفاده قرار گرفته‌اند؛ اما مشکل اصلی آن‌ها، شروع اکسیداسیون از دمای حدود °C400 در محیط اکسیدی می‌باشد، بهترین روش برای تقویت مقاومت به اکسیداسیون گرافیت، استفاده از کاربید سیلیسیم با ساختار تدریجی است که به دلیل پایداری حرارتی مناسب و تطابق فیزیکی، شیمیایی و ضریب انبساط حرارتی مناسب با زیرلایه کربنی کاربرد گسترده‌ای یافته است. در پژوهش حاضر به دلیل مزایایی نظیر هزینه کم‌تر، سهولت بکارگیری و قابلیت صنعتی‌سازی، روش سمانتاسیون بسته‌ای در دمای °C1600 برای تشکیل پوشش SiC تدریجی بکار گرفته شد. آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان می‌دهد که پوشش حاصل به صورت تدریجی تشکیل یافته و شامل فاز α-SiC و β-SiC با تراکم مناسب می‌باشد. مکانیزم تشکیل پوشش SiC بر گرافیت با آنالیز ترمودینامیکی و محاسبات تعادل شیمیایی حاصل از نرم‌افزار HSC Chemistry 6.0 تشریح می‌شود. مکانیزم مسیر واکنشی نشان می‌دهد، در مراحل ابتدایی واکنش، فازهای گازی SiO و CO طی واکنش Al₂O₃ با Si و C تشکیل شده و دو واکنش‌ Si+CàSiC و SiO(g)+2CàSiC+CO(g) به عنوان واکنش‌های اصلی تشکیل پوشش معرفی می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که ترکیب مواد اولیه در روش سمانتاسیون بسته‌ای تأثیر زیادی بر ساختار پوشش کاربیدسیلیسیم ندارد و در نهایت نتایج تجربی، نتایج حاصل از شبیه‌سازی را تأیید می‌کند. در واقع، پژوهش حاضر روشی را برای تحلیل و شبیه‌سازی واکنش‌های سمانتاسیون بسته‌ای با نرم‌افزار ترمودینامیکی HSC Chemistry  ارائه می‌دهد و در نهایت نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج تجربی تأیید شد. پرونده مقاله