بررسی اثر دما بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت سرامیکی فوق دما بالا ZrB2-SiC-TiC به روش تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای چندمرحله‌ای - سپهر پوربحرینی; مهدی احمدیان (Journal of Advanced Materials in Engineering)
تف‌جوشی  ZrB2 به دلیل ماهیت کووالانسی و دمای تف‌جوشی بالا با چالش مواجه است. بررسی تحقیقات قبلی نشان داد، حضور حداکثر 20 درصد حجمی SiC در میان افزودنی‌های پیشنهادشده، موجب بهبود فرایند تف‌جوشی و خواص مکانیکی کامپوزیت پایه ZrB2 شده است. هدف پژوهش، ساخت و مشخصه‌یابی کامپوزیت سرامیکی فوق دما بالا پایه ZrB2-20 vol% SiC به روش تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای با روش چندمرحله‌ای در دماهای مختلف و بررسی اثر آن بر رفتار افزودنی‌ TiC و خواص مکانیکی کامپوزیت است. لذا اثر دما بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی از دمای 1600 تا 1900 درجه سانتی‌گراد و فشار 30 مگاپاسکال و افزودنی 10 درصد حجمی TiC بررسی شد. افزودن TiC تا 10 درصد حجمی به کامپوزیتZrB2-20 vol% SiC  و تف‌جوشی آن تحت دمای 1800 درجه سانتی‌گراد و زمان ماند پنج دقیقه، به دلیل تشکیل محلول جامد (Zr,Ti)B2 و (Ti,Zr)C در زمینه و واکنش با اکسیدهای سطحی پودر ZrB2 نظیر ZrO2 و B2O3 منجر به افزایش 15 درصدی چگالی نسبی و بهبود خواص مکانیکی شامل سختی (14 درصد)، مدول الاستیک (12 درصد)، استحکام شکست (20 درصد) و چقرمگی شکست (8 درصد) شد؛ مقایسه نتایج این پژوهش نسبت به تحقیقات قبل نشان داد استفاده از تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای با روش چندمرحله‌ای به جای تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای تک‌‌مرحله‌ای موجب کاهش دما و زمان ماند جهت رسیدن به تراکم بالای 99 درصد شد. همچنین نتایج نشان داد افزایش بیشینه دمای تف‌جوشی به 1900 درجه سانتی‌گراد در کامپوزیت ZrB2- 20 vol% SiC – 10 vol% TiC موجب رشد افراطی دانه و کاهش جزئی چگالی نسبی به مقدار یک درصد می‌شود.