DEVELOPMENT OF α/β-SIALON NANO CERAMIC FOR WEAR RESISTANCE APPLICATIONS
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
تعتبر المواد المركبة من نيتريد السيلكون من أفضل المواد الملائمة للبيئات الصعبة ، ولكن نظرا لصعوبة تصنيعها في صورة كاملة الكثافة بوسائل التلبيد الإعتيادية بسبب الرابطة التساهمية بين السيلكون والنيتروجين، قام الباحثون بابتكار بديل أسموه " السايلون"، والذي تم فيه استبدال جزء من السليكون بالألمنيوم وجزء من النيتروجين بالأوكسجين. أثبت استخدام المواد الأولية في حجم النانو جدواه في جعل عملية التلبيد أكثر كفاءة من خلال تقليل وقت العملية وتخفيض درجة حرارة التلبيد. تم اعتماد تقنية التلبيد بالبلازما والشرارة الكهربائية في هذه الدراسة للاستفادة من قدرة هذه التقنية في تحجيم تحول الأطوار والنمو غير المرغوب للحبيبات ، بالإضافة للجدوى الإقتصادية عند مقارنته بتقنيات التلبيد التقليدية. أثبتت هذه الدراسة كذلك أن استخدام إضافات الكالسيوم تساهم في عمليتي التكثيف و التبليل من خلال إنتاج الطور السائل ، إلى جانب تسبيبها الحد الأدنى من التخلخل الكرستالي في خلايا طور الألفا-سايلون والذي ينعكس على استقرار أكبر لهذا الطور. استكشف في هذه الرسالة أيضا دور معدن الألمنيوم -كمادة أولية من ضمن المتفاعلات- من أجل تحسين عملية التكثيف في درجات تلبيد حرارية منخفضة . أثبت البحث الدور الإيجابي لمعدن الألمنيوم في إمكانية تلبيد المادة في درجة حرارة منخفضة سبيا (oC1450) مع المحافظة على الخواص الميكانيكية أو تحسينها. بالإضافة إلى ذلك ، فقد أظهر البحث دورا فريدا للألمنيوم في المحافظة على طور الألفا-سايلون في حال لبدت المادة في درجة حرارة عالية نسبيا (oC1600) عن طريق منع تحول الأطوار من الألفا إلى البيتا. إلى جانب معدن الألمنيوم ، تم اختبار معدن السيلكون -كمادة أولية من ضمن المتفاعلات- في ذات السياق إلا أنه لم يكن له ذلك الأثر الإيجابي بسبب محدودية نشاطه الكيميائي وارتفاع درجة انصهاره مقارنة بمعدن الألمنيوم. من أجل بناء أساس للمقارنة مع إضافة الكالسيوم ، اختبر هذا البحث إضافة الباريوم والتي نتج عنها تكون طور الأس-سايلون كناتج أساسي. إلى جانب ذلك ، وجد أن كمية طور البيتا-سايلون تزيد عند البدء بطور البيتا من نيتريد السيليكون عوضا عن الطور اللابلوري من نيتريد السيليكون. بالمقارنة مع الخواص الميكانيكية لسيراميك السايلون المحضر بإضافة الكالسيوم، فسيراميك السايلون المحضر بإضافة الباريوم أظهر تدهورا نسبيا في الخواص ال