http://mechanics.journals.modares.ac.ir mechanics.journals.modares.ac.ir ﻣﺠﻠﻪ ﻋﻠﻤﻲ ﭘﮋوﻫﺸﻲ :ﺗﺎرﻳﺨﭽﻪ ﻣﻘﺎﻟﻪ 91/4/29 درﻳﺎﻓﺖ 91/5/28 ﭘﺬﻳﺮش 91/9/30 اراﺋﻪ در ﺳﺎﻳﺖ 18-10 صص1391 اﺳﻔﻨﺪ،6 ﺷﻤﺎره12 دوره B4C-C ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ﺗﻮﻟﻴﺪﺷﺪه ﺑﻪ روش ﭘﺮس داغ *3 ﻣﻬﺪي ﺗﺎﺟﺪاري،2 ﺣﻤﻴﺪرﺿﺎ ﺑﻬﺎروﻧﺪي،1ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ ﺗﻬﺮان، داﻧﺸﮕﺎه آزاد اﺳﻼﻣﻲ واﺣﺪ ﻋﻠﻮم و ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت، ﻛﺎرﺷﻨﺎس ارﺷﺪ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ-1 ﺗﻬﺮان، داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻣﺎﻟﻚ اﺷﺘﺮ، داﻧﺸﻴﺎر ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻮاد-2 اراك، واﺣﺪ ﻋﻠﻮم و ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت، داﻧﺸﮕﺎه آزاد اﺳﻼﻣﻲ، اﺳﺘﺎد ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ-3 [email protected] ،3818146775 ﺻﻨﺪوق ﭘﺴﺘﻲ،* اراك ﻛﺎرﺑﺮدﻫـﺎي زﻳـﺎدي در، داﻧﺴﻴﺘﻪ ﻛﻢ و ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﺑﺎﻻ ﺑـﺮاي ﺟـﺬب ﻧـﻮﺗﺮون، ﺑﺎ داﺷﺘﻦ ﺧﻮاﺻﻲ ﻋﺎﻟﻲ ﭼﻮن ﺳﺨﺘﻲ ﺑﺎﻻ،(B4C) ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر-ﭼﻜﻴﺪه از رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ )ﻛﺮﺑﻦ( ﺑﻪ ﻋﻨـﻮان ﻛﻤـﻚ زﻳﻨﺘـﺮ، ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻋﺪم زﻳﻨﺘﺮﭘﺬﻳﺮي ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر.ﺗﺎﺳﻴﺴﺎت ﻫﺴﺘﻪاي و ﺻﻔﺤﺎت زرﻫﻲ ﺳﺒﻚوزن دارد ﺑـﻪ2200 o C درﺻﺪوزﻧﻲ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴـﻚ ﺗﻬﻴـﻪ ﺷـﺪﻧﺪ و در دﻣـﺎي5 ﺑﺪون اﻓﺰودﻧﻲ و ﺣﺎويB4C ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي.ﺑﺮاي اﻳﻦ ﺳﺮاﻣﻴﻚ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ درﺻـﺪ وزﻧـﻲ رزﻳـﻦ5 داﻧﺴـﻴﺘﻪ ﻧﺴـﺒﻲ ﻧﻤﻮﻧـﻪﻫـﺎي ﺷـﺎﻣﻞ.ﻣﺪت ﻳﻚ ﺳﺎﻋﺖ زﻳﻨﺘﺮ ﺷﺪﻧﺪ و ﺧﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻣﺬﻛﻮر ﺑﺮرﺳﻲ ﺷﺪ اﻓﺰاﻳﺶ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﻲ در ﺑﻬﺒﻮد ﺧـﻮاص، ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ. درﺻﺪ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌﻮري ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪ82 درﺻﺪ و ﺑﺮاي ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎﻗﺪ اﻓﺰودﻧﻲ ﺑﺮاﺑﺮ95 ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑـﻪ445 ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﺴﻴﺘﻪ از،318 MPa ﺑﻪ264 ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ آنﻫﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎﻗﺪ اﻓﺰودﻧﻲ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪ؛ ﺑﻪ ﻃﻮري ﻛﻪ اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ از . ﺑﻬﺒﻮد ﻳﺎﻓﺖ4/2 MPa.m1 / 2 ﺑﻪ2/6 و ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ از3150 GPa ﺑﻪ3020 ﺳﺨﺘﻲ وﻳﻜﺮز از،465 GPa ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ، ﭘﺮس داغ، ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر، ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ:ﻛﻠﻴﺪواژﮔﺎن Investigation of mechanical properties and microstructure of B4C-C C composites fabricated by hotpress hotpress A. R. Moradkhani1, H. R. Baharvandi2, M. Tajdari3** 1- MSc., M Mech. Eng., Science & Research Branch, Islamic Azad Univ., Tehran Tehran, Iran 2- Assoc. Prof., Mat.. Eng., Malek Ashtar Univ., Tehran, Tehran Iran 3- Prof., Prof. Mech. Eng., Science & Research Branch, Islamic Azad Univ., Arak, Arak, Iran * P. O. B. 3818146775 Arak, [email protected] [email protected] Abstract- Unique properties of boron carbide (B4C) such as high hardness, low density, and comprehensive area for Neutron attraction, have turned this material into a very suitable candidate for many industrial applications such as nuclear facilities lities and light armored plates. According to inappropriate sinter ability of boron carbide, phenolic resin was utilized as sintered help for this ceramic. Different free additive samples of B4C with 5wt% phenolic resin were prepared and sintered at 2200°C. 2200°C. Then their physical and mechanical properties were investigated. Results show that the relative density of samples including 5wt% phenolic resin is equal to %95 %9 and for samples without additive is equal to %82 of theoretical density. Furthermore, it can be seen an improvement in mechanical properties in comparison of free additives samples; samples so that the flexural strength from 264 to 318 18MPa, MPa, the modulus of elasticity from 445 to 465GPa, GPa, Vickers hardness from 3020 302 to 3150GPa and fracture toughness from 2.6 to 4.2MPa.m MPa.m1/2 will be improved. Keywords: Composite, C Boron Carbide, Carbide Hotpress, Hot Mechanical Properties roperties ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎران ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ... -1ﻣﻘﺪﻣﻪ ﻳﻚ زﻧﺠﻴﺮه ﺧﻄﻲ ﺑﻴﺮون دوازدهوﺟﻬﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ .اﻳﻦ ﺳﺮاﻣﻴﻚ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﺘﻌﻠﻖ ﺑﻪ ﮔﺮوه ﻣﻮاد ﺳﺨﺖ ﻏﻴﺮﻓﻠﺰي ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ و ﭘﺲ از اﻟﻤﺎس و ﻧﻴﺘﺮﻳﺪ ﺑﻮر ﻣﻜﻌﺒﻲ ﺳﺨﺖﺗﺮﻳﻦ ﻣﺎده ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ ] .[2،1در ﺑﻴﻦ ﻛﺎرﺑﻴﺪﻫﺎي دﻳﺮﮔﺪاز ،ﺑﻌﺪ از ﻛﺎرﺑﻴﺪﻫﺎي ﺗﻨﮕﺴﺘﻦ، ﺗﻴﺘﺎﻧﻴﻢ ،ﺳﻴﻠﻴﻜﻮن ،ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر از اﻫﻤﻴﺖ وﻳﮋهاي ﺑﺮﺧﻮردار ﺑﻮده و ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﻣﺎده اﺳﺘﺮاﺗﮋﻳﻚ ،ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺳﺨﺘﻲ ﺑﺎﻻ ،داﻧﺴﻴﺘﻪ ﭘﺎﻳﻴﻦ ،ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﺑﺎﻻ ﺑﺮاي ﺟﺬب ﻧﻮﺗﺮون ،ﭘﺎﻳﺪاري ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و ﻏﻴﺮه ،ﺑﻪﻛﺎر ﺑﺮده ﻣﻲﺷﻮد] .[3ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺑﺎ داﺷﺘﻦ ﻧﻘﻄﻪ ذوب ﺑﺎﻻ ،ﺳﺨﺘﻲ ﺑﺎﻻ ،داﻧﺴﻴﺘﻪ ﻛﻢ و ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﺑﺎﻻ ﺑﺮاي ﺟﺬب ﻧﻮﺗﺮون ،در ﺗﺎﺳﻴﺴﺎت ﻫﺴﺘﻪاي و ﺻﻔﺤﺎت زرﻫﻲ ﺳﺒﻚوزن ﺑﻪ ﺷﻜﻞ وﻳﮋهاي ﺑﻪﻛﺎر ﺑﺮده ﻣﻲﺷﻮد].[5،4 ﻣﺸﻜﻞ اﺻﻠﻲ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﭘﺎﻳﺪاري ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺑﺎﻻي آن ﺑﻮده ﻛﻪ ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ زﻳﻨﺘﺮﺷﺪن و ﺗﺮاﻛﻢﭘﺬﻳﺮي آن را ﻣﺤﺪود ﻣﻲﻛﻨﺪ].[7،6 ﺑﺮاي ﺗﻘﻮﻳﺖ ﺧﺎﺻﻴﺖ زﻳﻨﺘﺮﺷﺪن و ﺗﺮاﻛﻢﭘﺬﻳﺮي اﻳﻦ ﺳﺮاﻣﻴﻚ، روﺷﻲ ﻛﻪ ﻣﻮرد ﺗﻮاﻓﻖ اﻛﺜﺮ ﻣﺤﻘﻘﺎن] [11-5ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ،اﻓﺰودن ﻳﻚ ﻓﺎز ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﺑﻪ ﺳﺮاﻣﻴﻚ اﺳﺖ .از ﻃﺮﻓﻲ اﻓﺰودن اﻳﻦ ﻣﻮاد در ﻣﻘﺎدﻳﺮ زﻳﺎد ﺑﺮ اﺳﺎس ﻗﺎﻧﻮن اﺧﺘﻼط در ﺑﺴﻴﺎري از ﻣﻮارد ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ و ﻳﺎ ﺗﻀﻌﻴﻒ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺳﺮاﻣﻴﻚ ﻣﻲﮔﺮدد].[9-6 ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت وﺳﻴﻌﻲ ﺑﺮاي ﻛﺎﻫﺶ اﻳﻦ اﺛﺮات اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ. داراي ﻧﻘﻄﻪ ذوب 2447 Cﺑﻮده و ﻣﺬاب ﺣﺎﺻﻠﻪ در ﺑﺎﻻﺗﺮ از 3500 o Cﻣﻲﺟﻮﺷﺪ .داﻧﺴﻴﺘﻪ اﻳﻦ ﻣﺎده 2/512gr/cm3 اﺳﺖ] .[5ﻧﻜﺘﻪ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ در ﻣﻮرد ﻣﺬاب ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﺴﺌﻠﻪ اﻧﺠﻤﺎد آن ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﭘﺲ از اﻧﺠﻤﺎد ﺗﻔﺎوت ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻼﺣﻈﻪاي از ﻟﺤﺎظ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺑﺎ ﻣﺬاب ﺧﻮد دارد ﻛﻪ اﻳﻦ اﻣﺮ ﻧﺎﺷﻲ از ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻘﺎدﻳﺮي ﺑﻮر و ﻛﺮﺑﻦ آزاد در ﺳﺎﺧﺘﺎر آن اﺳﺖ .ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ، ﺻﺮفﻧﻈﺮ از ﻧﻘﻄﻪ ذوب ﺑﺎﻻي آن ،ﺷﻜﻞدﻫﻲ آن ﻧﻴﺰ از ﻃﺮﻳﻖ رﻳﺨﺘﻪﮔﺮي ﺣﺘﻲ ﺑﺎ ﻛﻨﺘﺮلﻫﺎي دﻗﻴﻖ ﻏﻴﺮﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ].[3 ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر داراي ﭘﻴﻮﻧﺪ ﻛﻮواﻻﻧﺴﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ؛ ﻟﺬا اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺑﺎﻻﻳﻲ دارد .از ﻃﺮف دﻳﮕﺮ داراي ﻛﻤﺘﺮﻳﻦ ﻣﻘﺪار داﻧﺴﻴﺘﻪ در ﻣﻴﺎن ﻣﻮاد ﻓﻮق ﺳﺨﺖ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ] .[4از اﻳﻦ رو ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺳﺮاﻣﻴﻜﻲ ﻛﺎرﺑﻴﺪي ﺑﺎ ﻧﺴﺒﺖ اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺑﻪ وزن ﺑﺎﻻ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد .از ﻋﻠﻲرﻏﻢ ﺗﻤﺎم ﺧﻮاص ﻣﻨﺤﺼﺮﺑﻪﻓﺮد ، B4Cاﻳﻦ ﺳﺮاﻣﻴﻚ داراي ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﻧﻴﺰ ﺑﺎﻋﺚ اﻳﺠﺎد ﻣﺤﺪودﻳﺖﻫﺎﻳﻲ در ﻛﺎرﺑﺮد آن ﺷﺪه اﺳﺖ].[6-4 ﺑﺮاي ﺣﻞ ﻣﺸﻜﻞ زﻳﻨﺘﺮﻳﻨﮓ راهﻫﺎي ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻬﻢﺗﺮﻳﻦ آنﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻳﻚ ﻓﺎز ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻛﻤﻚ زﻳﻨﺘﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .ﺑﺎ اﻳﻦ وﺟﻮد ،ﺣﺘﻲ در ﺣﻀﻮر اﻳﻦ ﻛﻤﻚ زﻳﻨﺘﺮﻫﺎ ﺑﺮاي رﺳﻴﺪن ﺑﻪ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌﻮري ،ﻣﻲﺑﺎﻳﺴﺖ ﻗﻄﻌﺎت را در دﻣﺎي ﺑﺎﻻﺗﺮ از 2000 o Cزﻳﻨﺘﺮ ﻧﻤﻮد] .[7،6،5،3،2،1اﺛﺮ اﻓﺰاﻳﺶ ،1W 3Al ،2Feو 4Siﺑﺮ ﺧﺎﺻﻴﺖ زﻳﻨﺘﺮﭘﺬﻳﺮي B4Cﺑﺮرﺳﻲ ﺷﺪه و ﻣﺸﺨﺺ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ اﻓﺰودن اﻳﻦ ﻣﻮاد ﺳﺒﺐ ﺑﻬﺒﻮد ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ زﻳﻨﺘﺮﭘﺬﻳﺮي B4Cﻣﻲﺷﻮد].[11-7 ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﭘﻮدر ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻲ ﺗﻴﺮه ﻣﺎﻳﻞ ﺑﻪ ﺳﻴﺎه اﺳﺖ ﻛﻪ داراي ﺳﺎﺧﺘﺎر رﻣﺒﻮﻫﺪرال ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ] .[4ﺳﺎﺧﺘﺎرش ﺷﺒﻴﻪ دوازدهوﺟﻬﻲ ﻣﻨﻈﻢ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻫﺮ دوازده اﺗﻢ ﺑﻮر در رﺋﻮس و ﺳﻪ اﺗﻢ ﻛﺮﺑﻦ در 1. Tungsten 2. Iron 3. Aluminum 4. Silicon ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺪرس دورة 12ﺷﻤﺎرة ،6اﺳﻔﻨﺪ 1391 o ﻃﺮف دﻳﮕﺮ اﺳﺘﺤﻜﺎم اﻳﻦ ﺳﺮاﻣﻴﻚ ﺗﺎ 1500 o Cﻛﺎﻫﺶ ﭘﻴﺪا ﻧﻤﻲﻛﻨﺪ .ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﺑﺎ ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژي ﺑﺎﻻ و ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﺣﺴﺎس ﻗﺎﺑﻞ اﺳﺘﻔﺎده اﺳﺖ].[10-3 از ﺻﻔﺤﺎت زرﻫﻲ ﺳﺒﻚوزن ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺑﺮاي ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻫﻠﻴﻜﻮﭘﺘﺮﻫﺎ و ﺳﺎﺧﺖ ﺟﻠﻴﻘﻪﻫﺎي ﺿﺪ ﮔﻠﻮﻟﻪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد].[5 از دﻳﮕﺮ ﺧﻮاص اﺳﺘﺮاﺗﮋﻳﻚ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﺴﺌﻠﻪ ﺟﺬب ﻧﻮﺗﺮون ﺗﻮﺳﻂ آن اﺳﺖ ﻛﻪ اﻳﻦ ﺧﺼﻴﺼﻪ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه دﻳﺮﮔﺪازي ﺑﺎﻻي آن ﺳﺒﺐ ﻛﺎرﺑﺮد وﺳﻴﻊ آن در ﺳﺎﺧﺖ ﺗﺎﺳﻴﺴﺎت ﻫﺴﺘﻪاي و ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺳﭙﺮ راﻛﺘﻮرﻫﺎ ﺷﺪه اﺳﺖ] .[12،11ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ﺧﻮب و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ دﻣﺎي ﺑﺎﻻ و اﺛﺮات ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ،از ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﭘﻮﺷﺶ ﺑﺮاي ﮔﻠﻮﻳﻲﻫﺎي ﮔﺮاﻓﻴﺘﻲ ﻧﺎزل ﻣﻮﺷﻚ اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻴﺰ ﻣﻲﺷﻮد] .[13ﺳﺮاﻣﻴﻚ ، B 4 Cﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﺧﻮاص ﻣﻨﺤﺼﺮﺑﻪﻓﺮدي ﻛﻪ اﺷﺎره ﺷﺪ ،ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﮔﺴﺘﺮدهاي در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﺑﻪوﻳﮋه در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻧﻈﺎﻣﻲ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ .اﻳﻦ ﺳﺮاﻣﻴﻚ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ وﻳﮋهاي ﺑﺮاي ﻛﺎرﺑﺮد در ﺳﺎﺧﺖ ﻣﻮاد ﻣﻘﺎوم ﺑﻪ ﺿﺮﺑﻪ و ﻣﻘﺎوم ﺑﻪ ﺳﺎﻳﺶ را داراﺳﺖ].[14،11 ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻳﻜﻲ از ﭘﺎﻳﺪارﺗﺮﻳﻦ ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت اﺳﺖ و آﻧﺘﺎﻟﭙﻲ اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﺗﺸﻜﻴﻞ آن ﭘﺎﻳﻴﻦ اﺳﺖ .اﻳﻦ ﻣﺎده در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﻣﺤﻠﻮلﻫﺎي آﺑﻲ اﻛﺜﺮ ﻗﻠﻴﺎﻳﻲﻫﺎ و اﺳﻴﺪﻫﺎي ﻣﻌﺪﻧﻲ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ ﻣﻘﺎوم اﺳﺖ].[15 در ﺻﻨﻌﺖ ﻫﻮاﻓﻀﺎ ،ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر در ﻛﻨﺎر وزن ﻣﺨﺼﻮص ﭘﺎﻳﻴﻦ ،ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﮔﺮﻣﺎي اﺣﺘﺮاق ﺑﺎﻻﻳﻲ ﻛﻪ در ﻫﻨﮕﺎم ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺑﺎ اﻛﺴﻴﮋن ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﻛﻨﺪ ) ،(51900J/gﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﺳﻮﺧﺖ ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻔﻴﺪ ﺑﺮاي ﻣﻮﺷﻚﻫﺎ ﻧﻴﺰ ﻣﻄﺮح ﺷﺪه اﺳﺖ].[16 11 ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ... ﺑﺮاي ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ذرهاي زﻣﻴﻨﻪ ﺳﺮاﻣﻴﻜﻲ ﭼﻨﺪﻳﻦ ﻣﻜﺎﻧﻴﺰم ﺟﻬﺖ اﻓﺰاﻳﺶ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ 1ﭘﻴﺸﻨﻬﺎد ﺷﺪه اﺳﺖ .ﺑﺮ اﺳﺎس اﻳﻦ ﺑﺮرﺳﻲﻫﺎ ﻗﻔﻞﺷﻮﻧﺪﮔﻲ ،2اﻧﺤﺮاف ﺗﺮك ،3ﭼﻘﺮﻣﻪﺷﺪن ﺑﺎ رﻳﺰﺗﺮك ،4ﭘﻞزدن ﺗﺮك 5و ﺗﻨﺶﻫﺎي ﭘﺴﻤﺎﻧﺪ از ﻣﻜﺎﻧﻴﺰمﻫﺎي ﻋﻤﺪه اﻓﺰاﻳﺶ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺑﻮده ﻛﻪ ﻫﺮ ﻛﺪام ﺑﻪ ﺗﻨﻬﺎﻳﻲ ﻳﺎ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﻣﻜﺎﻧﻴﺰمﻫﺎي دﻳﮕﺮ ﻣﻲﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻋﻤﻞ ﻛﻨﻨﺪ .ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ در ﺑﺴﻴﺎري از ﻣﻮارد ﺗﻌﻴﻴﻦ اﻳﻨﻜﻪ ﻛﺪام ﻣﻜﺎﻧﻴﺰم ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﺪه اﺳﺖ دﺷﻮار ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ].[17 رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﻳﺎ رزﻳﻦ ﻓﻨﻞ ﻓﺮﻣﺎﻟﺪﺋﻴﺪ ،ﻛﻪ ﺑﻪ آن ﻓﻨﻠﻮﭘﻼﺳﺖ ﻧﻴﺰ ﻣﻲﮔﻮﻳﻨﺪ ،رزﻳﻨﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ از واﻛﻨﺶ ﻓﻨﻞ ﻳﺎ ﻣﺸﺘﻘﺎت آن ﺑﺎ ﻳﻚ آﻟﺪﺋﻴﺪ ﺑﻪدﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ .در اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ ،از رزﻳﻦ ﻓﻨﻠﻲ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻛﻤﻚ زﻳﻨﺘﺮ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ و ﺧﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺑﺎ اﻓﺰودﻧﻲ و ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎﻗﺪ اﻓﺰودﻧﻲ ﺑﺎ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﮔﺮدﻳﺪﻧﺪ. ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎران ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺧﺎم از آﺳﻴﺎب ﺳﻴﺎرهاي 7ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ 150 rpmﺑﻪ ﻣﺪت 3ﺳﺎﻋﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ .ﻫﺎون ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در آﺳﻴﺎب ﺳﻴﺎرهاي از ﻧﻮع ﻓﻮﻻد زﻧﮓﻧﺰن ﺑﺎ ﺟﻨﺲ دﻳﻮاره داﺧﻠﻲ ﻛﺎرﺑﻴﺪ ﺗﻨﮕﺴﺘﻦ ﺑﻪ ﺣﺠﻢ ﻣﻔﻴﺪ ﺣﺪودي 550 cm 3ﺑﻮد ﻛﻪ ﺗﻌﺪاد 17 ﮔﻠﻮﻟﻪ ﻛﺎرﺑﻴﺪ ﺗﻨﮕﺴﺘﻦ ﺑﻪ ﻗﻄﺮ ﺣﺪود 17 cmو وزن 56/54 gr درون آن ﻗﺮار ﻣﻲﮔﺮﻓﺖ. -2ﻣﻮاد ،ﺗﺠﻬﻴﺰات و روش ﺳﺎﺧﺖ ﭘﻮدر ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺑﺎ ﻓﺮﻣﻮل ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ B4Cو وزن ﻣﻮﻟﻜﻮﻟﻲ 55 اﺻﻠﻲﺗﺮﻳﻦ ﻣﺎده ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ اﺳﺖ .اﻳﻦ ﭘﻮدر ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﻨﺒﻊ ﺗﺎﻣﻴﻦﻛﻨﻨﺪه ﺑﻮر ﻋﻤﻞ ﻣﻲﻛﻨﺪ و از ﻛﻤﭙﺎﻧﻲ ﭼﻨﮓدو رﻧﮓﻓﻨﮓ ﭼﻴﻦ 6ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪ .ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﭘﻮدر ﻣﺼﺮﻓﻲ در ﺟﺪول 1ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺟﺪول 1ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﭘﻮدر ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﺼﺮﻓﻲ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ B C B+C B2O3 درﺻﺪ وزﻧﻲ 76/1 20/3 96/4 1/96 در ﺷﻜﻞ 1ﺗﺼﻮﻳﺮ ﻣﻴﻜﺮوﺳﻜﻮپ اﻟﻜﺘﺮوﻧﻲ روﺑﺸﻲ )(SEM ﭘﻮدر ﻣﺬﻛﻮر ﻧﻤﺎﻳﺶ داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺗﺮازوي دﻳﺠﻴﺘﺎﻟﻲ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺮاي ﺗﻮزﻳﻦ ﭘﻮدرﻫﺎ دﻗﺖ ﺗﻮزﻳﻦ ﺗﺎ 0/01grرا داﺷﺖ .ﺑﺮاي ﻫﻤﮕﻦﺳﺎزي و ﻣﺨﻠﻮط ﻛﺎﻣﻞ 1. Fracture toughness 2. Crack pining 3. Crack deflection 4. Microcrack toughening 5. Crack bridging 6. Chengdu Rong feng Chin 12 ﺷﻜﻞ 1ﺗﺼﻮﻳﺮ SEMﭘﻮدر ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﺼﺮﻓﻲ از دﺳﺘﮕﺎه ﭘﺮس ﻫﻴﺪروﻟﻴﻚ ﺗﻚﻣﺤﻮره 200ﺗﻦ ﺑﺎ ﻓﺸﺎر ﺣﺪود 20barﺑﻪ ﻣﺪت 30ﺛﺎﻧﻴﻪ ﺟﻬﺖ ﺷﻜﻞدﻫﻲ ﭘﻮدرﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﺳﺎﺧﺖ ﻗﻄﻌﺎت آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دﺳﺘﮕﺎه ﭘﺮس ﮔﺮم ﺑﺎ ﺣﺮارتدﻫﻲ ﻫﻤﺰﻣﺎن و ﺑﺎ اﻋﻤﺎل ﻓﺸﺎر ﻣﺨﻠﻮط ﭘﻮدرﻫﺎي ﻣﻮاد اوﻟﻴﻪ ﺑﺮ ﻃﺒﻖ ﭘﮋوﻫﺶ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎراﻧﺶ] [18اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ. ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ ﻣﻨﻈﻮر 5درﺻﺪ وزﻧﻲ از رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ و 95درﺻﺪ وزﻧﻲ از ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺑﺎ ﺗﺮازوي دﻳﺠﻴﺘﺎﻟﻲ ﺗﻮزﻳﻦ ﺷﺪ .ﭘﺲ از ﺗﻮزﻳﻦ ﻣﻮاد اوﻟﻴﻪ ،ﺳﻮﺳﭙﺎﻧﺴﻴﻮن ﻣﺨﻠﻮط آنﻫﺎ ﺑﺎ اﻳﺰوﭘﺮوﭘﺎﻧﻮل آﻣﺎده ﺷﺪه و درون ﻣﺤﻔﻈﻪ آﺳﻴﺎب ﻓﻮﻻدي ﺟﻬﺖ ﻫﻤﮕﻦﺳﺎزي ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ .دوﻏﺎب ﺣﺎﺻﻞ ﭘﺲ از ﺧﺮوج از آﺳﻴﺎب ﺑﻪ ﻣﺪت 24 ﺳﺎﻋﺖ در ﺧﺸﻚﻛﻦ ﺣﺮارﺗﻲ در دﻣﺎي 90 o Cﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ و ﺳﭙﺲ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دﺳﺘﮕﺎه ﭘﺮس ﺑﺎ ﻓﺸﺎر ﺣﺪود 20 barو زﻣﺎن ﻧﮕﻬﺪاري ﺑﺎر ﺑﻪ ﻣﺪت 30ﺛﺎﻧﻴﻪ ﺷﻜﻞدﻫﻲ ﺷﺪ .ﻗﻄﻌﺎت ﺣﺎﺻﻞ در دﺳﺘﮕﺎه ﭘﺮس ﮔﺮم ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ و ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺣﺮارتدﻫﻲ 10درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﻲﮔﺮاد در ﻫﺮ دﻗﻴﻘﻪ در ﻣﺤﻴﻂ آرﮔﻮن ﺑﺎ ﻗﺎﻟﺐ ﮔﺮاﻓﻴﺘﻲ ﺗﺎ 7. Planetary mill ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺪرس دورة 12ﺷﻤﺎرة ،6اﺳﻔﻨﺪ 1391 ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ... دﻣﺎي 2200 o Cﺑﻪ ﻣﺪت ﻳﻚ ﺳﺎﻋﺖ و اﻋﻤﺎل ﻫﻢزﻣﺎن ﻓﺸﺎر در ﺣﺪ 30MPaﻣﻮرد ﻋﻤﻠﻴﺎت زﻳﻨﺘﺮ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ .ﺑﺎ ﭘﺎﻳﺎنﻳﺎﻓﺘﻦ زﻣﺎن زﻳﻨﺘﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ،ﻛﻮره ﺧﺎﻣﻮش ﺷﺪه و اﺟﺎزه داده ﻣﻲﺷﻮد ﺗﺎ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻃﺒﻴﻌﻲ ﺗﺎ دﻣﺎي ﻣﺤﻴﻂ ﺳﺮد ﺷﻮد .ﺑﺎ ﺣﺮارت ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ در دﻣﺎي 900 o Cدرون ﻛﻮره ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺣﺮارﺗﻲ در ﻣﺤﻴﻂ آرﮔﻮن ﺑﻪ ﻣﺪت دو ﺳﺎﻋﺖ ،ﮔﺮاﻓﻴﺖ ﻣﺘﺼﻞ ﺑﻪ ﻗﻄﻌﺎت در ﻣﺮﺣﻠﻪ زﻳﻨﺘﺮ، ﺟﺪا ﺷﺪه و ﺿﻤﻦ آن ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺣﺮارﺗﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺟﻬﺖ ﺑﺮرﺳﻲ رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎري آنﻫﺎ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﮔﻴﺮد .ﻗﻄﻌﺎت ﺣﺎﺻﻞ ﺟﻬﺖ اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺶﻫﺎي ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﺮش داده ﺷﺪه و ﭘﻮﻟﻴﺶ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﻛﻪ ﺟﺰﺋﻴﺎت ﻫﺮ ﻛﺪام در اداﻣﻪ ذﻛﺮ ﻣﻲﺷﻮد. داﻧﺴﻴﺘﻪ و ﺗﺨﻠﺨﻞ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺎ روش ارﺷﻤﻴﺪس و ﺑﺮ اﺳﺎس اﺳﺘﺎﻧﺪارد [19] ASTM B311اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ .ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺧﺸﻚﻛﻦ ﺣﺮارﺗﻲ در دﻣﺎي 110 o Cﺑﻪ ﻣﺪت 24ﺳﺎﻋﺖ ﺧﺸﻚ ﺷﺪه و وزن ﺧﺸﻚ آنﻫﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺮازوي دﻳﺠﻴﺘﺎل دﻗﻴﻖ ﺑﺎ دﻗﺖ 0/0001grاﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪ. 1 ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﺴﻴﺘﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺮ ﭘﺎﻳﻪ اﺳﺘﺎﻧﺪارد ASTM [20] C769ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺳﺮﻋﺖ ﺻﻮت در ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪ .ﺑﺮاي اﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮر ﻗﻄﻌﺎﺗﻲ ﺑﻪ اﺑﻌﺎد 2/5×2/5 cm2از ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه و ﭘﺲ از آﻣﺎدهﺳﺎزي ﺳﻄﺢ آنﻫﺎ ﺑﺎ دﺳﺘﮕﺎه ﭘﻮﻟﻴﺶ ﺑﺎ ﺧﻤﻴﺮﻫﺎي اﻟﻤﺎﺳﻪ 6 µm ،30 µmو 1 µmﺻﻴﻘﻠﻲ ﺷﺪ .ﺳﭙﺲ ﭘﺎﻟﺲ ﻣﺎﻓﻮق ﺻﻮﺗﻲ 2ﺑﺎ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ 4MHzﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه ﺑﺮ ﺳﻄﺢ ﻧﻤﻮﻧﻪ ارﺳﺎل و درﻳﺎﻓﺖ ﺷﺪ. 3 اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺮ اﺳﺎس اﺳﺘﺎﻧﺪارد ASTM [21] C1161ﺑﻪ روش ﺳﻪﻧﻘﻄﻪاي ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪ .ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﻛﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﺑﻪ اﺑﻌﺎد 3×4×45 mm3از ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي اوﻟﻴﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ دﺳﺘﮕﺎه ﺑﺮش ﺗﻬﻴﻪ ﺷﺪه و ﺑﺎ دﺳﺘﮕﺎه ﭘﻮﻟﻴﺶ ،ﺳﻄﺤﻲ از ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻛﻪ ﺗﺤﺖ اﻋﻤﺎل ﺑﺎر ﻛﺸﺸﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ و ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﺧﻤﻴﺮ اﻟﻤﺎﺳﻪ ﺗﺎ ﻳﻚ ﻣﻴﻜﺮون ﭘﻮﻟﻴﺶ داده ﺷﺪ .ﺳﭙﺲ، ﺑﺎ اﻋﻤﺎل ﺑﺎر ﺗﻮﺳﻂ دﺳﺘﮕﺎه اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ اﻋﻤﺎل ﺑﺎر 0/5 mm/minو ﻗﺮاردادن ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺗﻜﻴﻪﮔﺎه ) (lﺑﺮاﺑﺮ ،20mm ﻧﻤﻮدار ﻧﻴﺮو ﺑﺮ ﻛﻨﺶ ﺗﺮﺳﻴﻢ ﺷﺪه و ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻧﻴﺮوي ﺷﻜﺴﺖ )(F ﺛﺒﺖ ﺷﺪ .ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از راﺑﻄﻪ ) ،(1اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﻳﺎ ﻣﺪول ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ) 4 (MORﺑﺮ ﺣﺴﺐ MPaﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻣﻲﮔﺮدد. 1. Modulus of Elasticity 2. Ultrasonic pulse 3. Flexural strength 4. Modulus of Rupture ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺪرس دورة 12ﺷﻤﺎرة ،6اﺳﻔﻨﺪ 1391 ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎران )(1 3Fl 2bd 2 = MOR ﻛﻪ در آن Fﻧﻴﺮوي ﺷﻜﺴﺖ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ l ،Nﻓﺎﺻﻠﻪ ﺗﻜﻴﻪﮔﺎه ﺑﺮ ﺣﺴﺐ b ،mmﭘﻬﻨﺎي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ mmو dﺿﺨﺎﻣﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ mmﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺷﻜﻞ 2ﺗﺼﻮﻳﺮي از دﺳﺘﮕﺎه ﺗﺴﺖ ﺧﻤﺶ در ﺣﺎل ﺗﺴﺖ ﻛﺮدن را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ. ﺷﻜﻞ 2ﺗﺼﻮﻳﺮ دﺳﺘﮕﺎه ﺗﺴﺖ ﺧﻤﺶ ﺳﺨﺘﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺎ روش وﻳﻜﺮز ﺑﺮ اﺳﺎس اﺳﺘﺎﻧﺪارد ASTM [22] C1327ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪ .ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺳﻄﺢ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺎ دﺳﺘﮕﺎه ﭘﻮﻟﻴﺶ آﻣﺎدهﺳﺎزي ﺷﺪ و ﺑﺎ اﻋﻤﺎل ﺑﺎر 98 Nﺑﻪ ﻣﺪت 30ﺛﺎﻧﻴﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ دﺳﺘﮕﺎه ﺳﺨﺘﻲﺳﻨﺠﻲ اﺛﺮ وﻳﻜﺮز ﺑﺮ ﻫﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪ اﻋﻤﺎل ﺷﺪ. ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از راﺑﻄﻪ ) ،(2ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ آﻧﺴﺘﻴﺲ و ﻫﻤﻜﺎراﻧﺶ] [23ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ ،ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪ. )(2 E 0 .5 P ) ) ( 3/ 2 H c ( K IC = a ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ) ( K ICﺑﺮ ﺣﺴﺐ MPa.m1/2 ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪ ﻛﻪ در آن aﻋﺪد ﺛﺎﺑﺖ ﻣﺴﺘﻘﻞ از ﻣﺎده اﺳﺖ ﻛﻪ آﻧﺴﺘﻴﺲ آن را ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ 0/016 ± 0/004ﺑﻪدﺳﺖ آورد E .ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﺴﻴﺘﻪ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ P ،MPaﻧﻴﺮوي اﻋﻤﺎﻟﻲ ﺑﺮاي ﮔﺬاﺷﺘﻦ اﺛﺮ وﻳﻜﺮز ﺑﺮ ﺣﺴﺐ C ،Nﻃﻮل ﺗﺮك ﺷﻌﺎﻋﻲ /ﻣﻴﺎﻧﻲ ﺑﺮ ﺣﺴﺐ mm و Hﻣﻘﺪار ﺳﺨﺘﻲ وﻳﻜﺮز ﺑﺮﺣﺴﺐ MPaﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. 13 ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎران ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ... -3ﻧﺘﺎﻳﺞ و ﺑﺤﺚ -1-3داﻧﺴﻴﺘﻪ در ﺷﻜﻞ 3ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ از اﻧﺪازهﮔﻴﺮي داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺑﺮاي ﻫﻔﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ در آن %R.Dﻧﺴﺒﺖ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﻇﺎﻫﺮي ﺑﻪ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌﻮري ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﻛﻪ ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﻲﺷﻮد ،داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺣﺎﺻﻞ از اﻓﺰودن 5درﺻﺪ ﻛﻤﻚ زﻳﻨﺘﺮ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺑﺮاﺑﺮ 95درﺻﺪ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌﻮري ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ٠.٩۶ 0/96 0٠.٩۴ /94 0٠.٩٢ /92 B۴C 0٠.٨٨ /88 ٠.٨۶ 0/86 % R.D B۴C-C 0٠.٩ /9 0٠.٨۴ /84 -3-3ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﺴﻴﺘﻪ 0٠.٨٢ /82 ﻣﺪول ﻳﺎﻧﮓ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر در ﻣﺤﺪوده 360ﺗﺎ 460GPaﮔﺰارش ﺷﺪه اﺳﺖ] .[24اﻳﻦ ﻣﻘﺪار در ﻣﻴﺎن ﺳﺮاﻣﻴﻚﻫﺎ ﻣﻘﺪار ﺑﺴﻴﺎر 0٠.٨ /8 0٠.٧٨ /78 ۶ ٧ ۵ ٣ ۴ ٢ ١ ﺑﺮاي ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي زﻳﻨﺘﺮﺷﺪه در دﻣﺎي 2200 o Cﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﻣﻘﺪار اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎﻗﺪ ﻛﻤﻚ زﻳﻨﺘﺮ ﺑﺎ اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ 192MPaﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .ﻋﻮاﻣﻞ اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ و ﻛﺎﻫﺶ ﺗﺨﻠﺨﻞ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻋﻮاﻣﻞ اﻓﺰاﻳﺶدﻫﻨﺪه اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ و اﻓﺰاﻳﺶ درﺻﺪ ﻓﺎز ﻧﺮمﺗﺮ ﻛﺮﺑﻦ ،و اﻳﺠﺎد رﻳﺰﺗﺮكﻫﺎ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻋﻮاﻣﻞ ﻛﺎﻫﺶدﻫﻨﺪه اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﻧﻘﺶ ﺑﺎزي ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ ﻛﻪ ﻣﺠﻤﻮع ﺑﺮﻫﻢﻛﻨﺶ اﻳﻦ ﻋﻮاﻣﻞ ﺑﺎﻋﺚ ﺗﻐﻴﻴﺮات در اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ،اﺿﺎﻓﻪﻛﺮدن ذرات ﻓﺎز ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ،ﺿﻤﻦ ﺟﻠﻮﮔﻴﺮي از رﺷﺪ ﻏﻴﺮﻋﺎدي داﻧﻪﻫﺎ و ﻛﻮﭼﻚ ﻧﮕﻪ- داﺷﺘﻦ اﺑﻌﺎد آنﻫﺎ ،ﺳﺒﺐ ﻳﻜﻨﻮاﺧﺘﻲ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ ﻛﻪ در ﺑﻬﺒﻮد ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ از ﺟﻤﻠﻪ اﻓﺰاﻳﺶ اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﺑﺴﻴﺎر ﻣﺆﺛﺮ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ٠ ﺷﻤﺎره ﺗﺴﺖ ﺷﻜﻞ 3داﻧﺴﻴﺘﻪ ﻧﺴﺒﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي زﻳﻨﺘﺮﺷﺪه -2-3اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ در ﺷﻜﻞ 4ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ از اﻧﺪازهﮔﻴﺮي اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﺑﺮاي ﭼﻬﺎر ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه ﻛﻪ ﺑﻴﺎﻧﮕﺮ اﻓﺰاﻳﺶ ﺣﺪود 20درﺻﺪ ﻣﻴﺰان اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺣﺎوي اﻓﺰودﻧﻲ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎﻗﺪ اﻓﺰودﻧﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺑﺎﻻﻳﻲ اﺳﺖ .ﻣﺪول ﻳﺎﻧﮓ ،ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ دﻣﺎ ) (200 o Cو اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﺨﻠﺨﻞ ،ﻛﺎﻫﺶ ﺧﻮاﻫﺪ ﻳﺎﻓﺖ].[25 ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﺳﺮﻋﺖ ﺻﻮت ) (vﻋﺒﻮري از ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺣﺎوي 5 درﺻﺪ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺑﻴﻦ 13300ﺗﺎ 13760 m/sﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪ و ﻣﺪول ﻳﺎﻧﮓ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺮاي ﭘﻨﺞ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺷﻜﻞ 5ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪ .ﭼﻨﺎﻧﭽﻪ از ﺷﻜﻞ ﺑﺮ ﻣﻲآﻳﺪ ،ﻣﺪول ﻳﺎﻧﮓ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺣﺎوي 5 درﺻﺪ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺣﺪود 6درﺻﺪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎﻗﺪ اﻓﺰودﻧﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ٣٣٠ ۴٧٠ ٣٢٠ اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ B۴C-C ٢٩٠ B۴C ٢٨٠ ٢۶٠ B۴C-C ۴۵۵ B۴C ۴۵٠ ۴۴۵ ٢۵٠ ٢۴٠ ۴ ٣ ٢ ١ ٠ ﺷﻤﺎره ﺗﺴﺖ ﺷﻜﻞ 4اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي زﻳﻨﺘﺮﺷﺪه 14 ﻣﺪول ﻳﺎﻧﮓ ٢٧٠ ٣٠٠ ۴۶٠ )(GPa ٣١٠ )(MPa ۴۶۵ ۴۴٠ ۵ ۴ ٣ ٢ ١ ٠ ﺷﻤﺎره ﺗﺴﺖ ﺷﻜﻞ 5ﻣﺪول ﻳﺎﻧﮓ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي زﻳﻨﺘﺮﺷﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺪرس دورة 12ﺷﻤﺎرة ،6اﺳﻔﻨﺪ 1391 ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎران ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ... -4-3ﺳﺨﺘﻲ -5-3ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﺷﻜﻞ 6ﻧﺘﺎﻳﺞ اﺛﺮ وﻳﻜﺮز ﺑﺎ ﻧﻴﺮوﻳﻲ ﻣﻌﺎدل 1ﻛﻴﻠﻮﮔﺮم ﺑﺮ ﺗﻌﺪادي از ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺟﻬﺖ ﺳﺨﺘﻲﺳﻨﺠﻲ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ .ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﻛﻪ از ﺷﻜﻞ ﺑﺮ ﻣﻲآﻳﺪ ،ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ،ﺑﻪ ﺳﺨﺘﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮي )در ﺣﺪود 4درﺻﺪ( دﺳﺖ ﭘﻴﺪا ﻣﻲﺷﻮد .اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻘﺪار ﺳﺨﺘﻲ ﺑﺎ اﻓﺰودن ﻛﻤﻚ زﻳﻨﺘﺮ را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﻧﺴﺒﺖ داد. اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﻧﺴﺒﻲ ﻫﻤﺮاه ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻘﺪار ﺗﺨﻠﺨﻞ ﺑﺎز ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻣﺠﻤﻮع اﻳﻦ دو ﻋﺎﻣﻞ ﻳﻌﻨﻲ ﻛﺎﻫﺶ ﺗﺨﻠﺨﻞ و اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻘﺪار رﻳﺰﺳﺨﺘﻲ ﻣﻲﺷﻮد. ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي آزﻣﺎﻳﺶﺷﺪه در ﺷﻜﻞ 8 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ .ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر در ﻣﺤﺪوده 2/9ﺗﺎ 3/6 MPa.m1 / 2ﮔﺰارش ﺷﺪه اﺳﺖ] .[5ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ،ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از راﺑﻄﻪ ﮔﺮﻳﻔﻴﺚ ﺑﺮاي ﭘﻮدر ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﺘﺮاﻛﻢ ،ﻣﻘﺪار ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﺣﺪود 1/3 ± 0/3 MPa .m1 / 2ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ] .[26ﺑﺎﻳﺴﺘﻲ ﺗﻮﺟﻪ ﻛﺮد ﻛﻪ ﺷﻜﺴﺖ در ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر در ﺗﻤﺎم دﻣﺎﻫﺎ از ﻧﻮع ﺑﻴﻦداﻧﻪاي اﺳﺖ و ﺣﻀﻮر ﻛﺮﺑﻦ آزاد ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﻣﻲﺷﻮد] .[26،5ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ اﻳﻦ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﻧﺸﺎندﻫﻨﺪه آن اﺳﺖ ﻛﻪ اﻓﺰودن ﻛﻤﻚ زﻳﻨﺘﺮ ﺑﺮ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺑﺴﻴﺎر ﻣﻔﻴﺪي داﺷﺘﻪ و ﻣﻘﺪار آن را ﺗﺎ ﺣﺪود 50 درﺻﺪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎﻗﺪ اﻓﺰودﻧﻲ اﻓﺰاﻳﺶ داده اﺳﺖ. وﺟﻮد ﺗﻔﺎوت در ﺿﺮاﻳﺐ اﻧﺒﺴﺎط ﺣﺮارﺗﻲ اﺟﺰاي ﺳﺎزﻧﺪه ﺑﺎﻋﺚ اﻳﺠﺎد ﻳﻚ ﻣﻴﺪان ﺗﻨﺸﻲ در اﻃﺮاف ذرات ﻓﺎز ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ و اﻳﺠﺎد رﻳﺰﺗﺮكﻫﺎ در ﻗﻄﻌﻪ ﻣﻲﺷﻮد .ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺑﺮﻫﻢﻛﻨﺶ ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ ،ﻛﺎﻫﺶ ﺗﺨﻠﺨﻞ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺮاﻛﺰ ﺗﻤﺮﻛﺰ ﺗﻨﺶ و اﻳﺠﺎد ﺗﺮك ،اﻓﺰاﻳﺶ درﺻﺪ ﻓﺎز ﭼﻘﺮﻣﻪﺗﺮ و اﻳﺠﺎد ﺷﺒﻜﻪ رﻳﺰﺗﺮكﻫﺎي ﻧﺎﺷﻲ از اﺧﺘﻼف در ﺿﺮاﻳﺐ اﻧﺒﺴﺎط ﺣﺮارﺗﻲ ﺑﺎﻋﺚ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻣﻘﺪار ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. ٣١۶٠ ٣١۴٠ ٣١٢٠ B۴C-C B۴C ٣٠۶٠ )(GPa ٣٠٨٠ ﺳﺨﺘﻲ ٣١٠٠ ٣٠۴٠ ٣٠٢٠ ٣٠٠٠ ۴ ٢ ٣ ١ ٠ ﺷﻤﺎره ﺗﺴﺖ ﺷﻜﻞ 6ﺳﺨﺘﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي زﻳﻨﺘﺮﺷﺪه ۵5 ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ٣3 )(MPa.m1/2 در ﺷﻜﻞ 7ﺗﺼﻮﻳﺮ ﻧﺮماﻓﺰار اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺳﺨﺘﻲ وﻳﻜﺮز ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ۴.۵ 4/5 ۴4 B۴C-C 3/5 ٣.۵ B۴C 2/5 ٢.۵ ٢2 ۴ ٣ ٢ ١ ٠ ﺷﻤﺎره ﺗﺴﺖ ﺷﻜﻞ 8ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي زﻳﻨﺘﺮﺷﺪه در ﺗﺴﺖ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻣﻮرد آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﻪ اﺑﻌﺎد ﺷﻜﻞ 7ﺗﺼﻮﻳﺮ رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر اﺛﺮ وﻳﻜﺮز ﺑﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪ B 4 Cﺣﺎوي 5درﺻﺪ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ و ﻧﺮماﻓﺰار اﻧﺪازهﮔﻴﺮي اﺛﺮ ﺳﺨﺘﻲ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺪرس دورة 12ﺷﻤﺎرة ،6اﺳﻔﻨﺪ 1391 30×30×60 mm3در آﻣﺪ و ﺳﻄﺢ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﺎ دﺳﺘﮕﺎه ﭘﻮﻟﻴﺶ ﺗﺎ 1ﻣﻴﻜﺮون آﻣﺎدهﺳﺎزي و ﺻﻴﻘﻠﻲ ﺷﺪ و ﺑﺎ اﻋﻤﺎل ﺑﺎر ﻋﻤﻮدي 150 ﻧﻴﺘﻮﻧﻲ ﺑﻪ ﻣﺪت 15ﺛﺎﻧﻴﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ دﺳﺘﮕﺎه ﺳﺨﺘﻲﺳﻨﺠﻲ اﺛﺮ 15 ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ... وﻳﻜﺮز ﺑﺮ ﻫﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪ .ﺷﻜﻞ 9ﻧﺸﺎندﻫﻨﺪه دﺳﺘﮕﺎه ﺗﺴﺖ وﻳﻜﺮز ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺷﻜﻞ 9دﺳﺘﮕﺎه ﺗﺴﺖ وﻳﻜﺮز -6-3ﺑﺮرﺳﻲ رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر از ﺟﻤﻠﻪ ﻣﻮاد ﻫﻤﺮاه ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ،ﻛﻪ از اﻛﺴﻴﺪاﺳﻴﻮن ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺣﺎﺻﻞ ﻣﻲﺷﻮد B2O3 ،ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .وﺟﻮد اﻛﺴﻴﺪ ﺑﻮر ،ﻛﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻓﻴﻠﻢ ﺑﺮ ﺳﻄﺢ ذرات ﻛﺎرﺑﻴﺪ ﺑﻮر وﺟﻮد دارد ،ﻳﻜﻲ از ﻣﻬﻢﺗﺮﻳﻦ ﻋﻮاﻣﻞ ﻛﺎﻫﺶ ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ زﻳﻨﺘﺮﻳﻨﮓ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﻛﺮﺑﻦ ﺣﺎﺻﻞ از رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ اﻳﻦ اﻛﺴﻴﺪ ﺳﻄﺤﻲ را اﺣﻴﺎء ﻧﻤﻮده و ﺑﻪ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻧﻤﺎﻳﺪ. واﻛﻨﺶﻫﺎي اﺣﺘﻤﺎﻟﻲ ﻛﺮﺑﻦ ﺑﺎ B4Cﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺑﺎﺷﺪ: )(3 )(4 )(5 )(6 در ﺷﻜﻞ 10ﻧﻤﻮدار اﻟﮕﻮي ﭘﺮاش اﺷﻌﻪ اﻳﻜﺲ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎﻟﺺ B4Cدر دﻣﺎي 2200 o Cﻣﻲﺑﺎﺷﺪ .ﭘﻴﻚ B2O3ﺑﻴﺎﻧﮕﺮ وﺟﻮد ﻻﻳﻪ اﻛﺴﻴﺪ ﺳﻄﺤﻲ روي ذرات ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻳﺎ ذرات B2O3ﻫﻤﺮاه ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺑﺎﻗﻲﻣﺎﻧﺪه از ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﺳﻨﺘﺰ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. ﺷﻜﻞ 10ﻧﻤﻮدار اﻟﮕﻮي ﭘﺮاش اﺷﻌﻪ اﻳﻜﺲ ﻧﻤﻮﻧﻪ B4Cﺧﺎﻟﺺ ﺷﻜﻞ 11ﻧﻤﻮدار اﻟﮕﻮي ﭘﺮاش اﺷﻌﻪ اﻳﻜﺲ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺣﺎوي 5درﺻﺪ وزﻧﻲ از رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺑﻌﺪ از زﻳﻨﺘﺮﻳﻨﮓ در دﻣﺎي 2200 o Cرا ﻧﻤﺎﻳﺶ داده اﺳﺖ .در اﻳﻦ ﺷﻜﻞ ﻣﻌﺎدل 3درﺻﺪ ﻛﺮﺑﻦ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪه و ﺑﺎ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺷﻜﻞ 10و 11ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﮔﺮدد ﻛﻪ اﮔﺮ ﭼﻪ ﺷﺪت ﭘﻴﻚ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ B2O3ﺗﻐﻴﻴﺮ ﭘﻴﺪا ﻛﺮده اﺳﺖ ،وﻟﻲ ﻫﻤﭽﻨﺎن ﻣﻘﺪاري از B2O3ﺑﺎﻗﻲ ﻣﺎﻧﺪه اﺳﺖ. 4B 2 O 3 + 7C → B8C + 6CO 2 13B 2 O 3 + 43C → 2 B13C 2 + 39CO 25B 2 O 3 + 41.5C → 2 B 25C 2 + 37.5CO 2 2B 2 O 3 + 7C → B 4C + 6CO اﻧﺠﺎم اﻳﻦ واﻛﻨﺶﻫﺎ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎﻋﺚ ﺑﻬﺒﻮد ﻓﺮاﻳﻨﺪ اﻧﺘﻘﺎل ﺟﺮم و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺑﻬﺒﻮد ﻓﺮاﻳﻨﺪ زﻳﻨﺘﺮﭘﺬﻳﺮي و اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﮔﺮدد. ﺑﻪ ﻋﻠﺖ وﺟﻮد ﺗﺨﻠﺨﻞ در ﻧﻤﻮﻧﻪ B4Cو ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻧﻘﺎط ﺗﻤﺎس ﮔﺴﺘﺮشﻳﺎﻓﺘﻪ ﺑﻴﻦ ذرهﻫﺎي ﭘﻮدر ﺑﻪ ﻫﻨﮕﺎم ﻣﺘﺮاﻛﻢﻛﺮدن، در ﻃﻲ ﺣﺮارتدادن ﻗﻄﻌﺔ ﺧﺎم ﺗﺎ رﺳﻴﺪن ﺑﻪ درﺟﻪ ﺣﺮارت زﻳﻨﺘﺮ ،ﻧﻴﺮوﻫﺎي ﻧﺎﺷﻲ از ﻛﺸﺶ ﺳﻄﺤﻲ ﺳﻄﻮح آزاد و ﻛﺸﺶ ﺑﻴﻦ ﺳﻄﺤﻲ ﺳﻄﻮح ﺑﻴﻦداﻧﻪاي ﻓﻌﺎل ﮔﺮدﻳﺪه و ﺑﻪ ﻋﺒﺎرﺗﻲ ﻗﻄﻌﺔ ﺧﺎم ﺷﺮوع ﺑﻪ ازدﺳﺖ دادن اﻧﺮژي ﺳﻄﺤﻲ درون ﺧﻮد ﻣﻲﻛﻨﺪ. 16 ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎران ﺷﻜﻞ 11ﻧﻤﻮدار اﻟﮕﻮي ﭘﺮاش اﺷﻌﻪ اﻳﻜﺲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺣﺎوي 5درﺻﺪ وزﻧﻲ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ در ﺷﻜﻞ 12ﺗﺼﻮﻳﺮ رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻧﻤﻮﻧﻪ B4 Cﺧﺎﻟﺺ ﻛﻪ در دﻣﺎي 2200 o Cزﻳﻨﺘﺮ ﺷﺪه ﻧﻤﺎﻳﺶ داده ﺷﺪه اﺳﺖ .ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺪرس دورة 12ﺷﻤﺎرة ،6اﺳﻔﻨﺪ 1391 ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي ... ﻣﻲﮔﺮدد ﻛﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺣﺎوي ﻣﻘﺎدﻳﺮ زﻳﺎدي از ﺗﺨﻠﺨﻞﻫﺎي رﻳﺰ و درﺷﺖ ﺑﻮده و ﻟﺬا ﺑﺎﻳﺴﺘﻲ از داﻧﺴﻴﺘﻪ ﭘﺎﻳﻴﻨﻲ ﺑﺮﺧﻮردار ﺑﺎﺷﺪ .در ﺷﻜﻞ 13ﺗﺎﺛﻴﺮ اﻓﺰاﻳﺶ 5درﺻﺪ ﻛﻤﻚ زﻳﻨﺘﺮ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺑﺮ رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر B4 Cدر دﻣﺎي 2200 o Cﻧﻤﺎﻳﺶ داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﻣﻘﺪار ﺗﺨﻠﺨﻞ در ﻗﻴﺎس ﺑﺎ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻓﺎﻗﺪ اﻓﺰودﻧﻲ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﻛﺎﻫﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎران ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻓﺎﻗﺪ اﻓﺰودﻧﻲ اﻳﻦ ﻣﻘﺪار ﺣﺪود 82درﺻﺪ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌﻮري ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪ. اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ در B4C-Cﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﻳﺶ 20درﺻﺪيﻣﻴﺰان اﺳﺘﺤﻜﺎم ﺧﻤﺸﻲ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﺪول اﻻﺳﺘﻴﺴﻴﺘﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺣﺎوي رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺣﺪود 6درﺻﺪ و ﺳﺨﺘﻲ آنﻫﺎ 4درﺻﺪ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺧﺎﻟﺺ اﺳﺖ. ﺑﺎ اﻓﺰودن 5درﺻﺪ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺑﻪ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ،ﭼﻘﺮﻣﮕﻲﺷﻜﺴﺖ آن ﺑﻴﺶ از 50درﺻﺪ ﺑﻬﺒﻮد ﻳﺎﻓﺖ. اﻧﺠﺎم واﻛﻨﺶﻫﺎي B2O3ﻣﻮﺟﻮد در ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺑﺎ ﻛﺮﺑﻦ ﻣﻮﺟﻮددر رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﻣﻮﺟﺐ ﺑﻬﺒﻮد ﻓﺮاﻳﻨﺪ زﻳﻨﺘﺮﭘﺬﻳﺮي ﻣﻲﺷﻮد. اﻓﺰاﻳﺶ رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ ﻣﻘﺪار ﺗﺨﻠﺨﻞدر رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﻣﻲﺷﻮد. -5ﺗﻘﺪﻳﺮ و ﺗﺸﻜﺮ ﺷﻜﻞ 12ﺗﺼﻮﻳﺮ SEMﻧﻤﻮﻧﻪ B4Cﺧﺎﻟﺺ ﺑﺪﻳﻦ وﺳﻴﻠﻪ از ﻣﺠﺘﻤﻊ ﻣﻮاد و ﻓﻨﺎوريﻫﺎي ﺳﺎﺧﺖ داﻧﺸﮕﺎه ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻣﺎﻟﻚ اﺷﺘﺮ ،ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ ﺗﻘﺒﻞ ﻫﺰﻳﻨﻪﻫﺎي ﻧﺎﺷﻲ از اﻧﺠﺎم اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﮔﺮوه ﺗﺨﺼﺼﻲ ﺷﻬﻴﺪ رﺟﺎﻳﻲ و ﺟﻨﺎب آﻗﺎي ﻣﻬﻨﺪس ﺣﺴﻴﻦ ﻣﻬﺮاد ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ اﻧﺠﺎم ﻫﻤﻜﺎريﻫﺎي ﻻزم ،ﻛﻤﺎل ﺗﺸﻜﺮ و ﻗﺪرداﻧﻲ ﺑﻪﻋﻤﻞ ﻣﻲآﻳﺪ. -6ﻣﺮاﺟﻊ ﺷﻜﻞ 13ﺗﺼﻮﻳﺮ SEMﻧﻤﻮﻧﻪ B4 Cﺣﺎوي 5درﺻﺪ وزﻧﻲ رزﻳﻦﻓﻨﻮﻟﻴﻚ -4ﻧﺘﻴﺠﻪﮔﻴﺮي اﻓﺰودن رزﻳﻦ ﻓﻨﻮﻟﻴﻚ ﺑﻪ ﻛﺎرﺑﻴﺪﺑﻮر ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺎﺣﺪود 95درﺻﺪ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺗﺌﻮري ﻣﻲﺷﻮد .در ﺣﺎﻟﻲ ﻛﻪ در ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺪرس دورة 12ﺷﻤﺎرة ،6اﺳﻔﻨﺪ 1391 [1] Chantikul P., Anstis G., Lawn B., Marshall D., “A Critical Evaluation on Indentation Techniques for Measuring Fracture Toughness: II, Strength Method”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 64, 1981, pp. 539-543. [2] Bart R. K., Lindberg J. C., “Ceramic Bodyguards”, Journal of Advance Material and Production, Vol. 132, No, 3, 1987, pp. 69-72. [3] Medvedovski E., “Alumina Ceramics for Ballistic Protection, part 1”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 81, No. 3, 2002, pp. 27-32. [4] Medvedovski E., “Alumina Ceramics for Ballistic Protection, part 2”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 81, No. 4, 2002, pp. 45-50. [5] Richerson D. W., Modern Ceramic Engineering, 2nd Ed., Marcel Dekker Tnc., NewYork, Basel, 1992. pp. 356-362. ] [6ﻣﺘﻴﺎم ووردي ،ﻣﻮاد ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ دﻣﺎي ﺑﺎﻻ ،ﺗﺮﺟﻤﻪ ﻧﺎﺻﺮﻳﺎن رﻧﺎﻧﻲ ﻣﺠﺘﺒﻲ ،ﺣﺎﺋﺮﻳﺎن اردﻛﺎﻧﻲ ﻋﻠﻲ ،ﻣﺆﺳﺴﻪ ﭼﺎپ و اﻧﺘﺸﺎرات داﻧﺸﮕﺎه ﻓﺮدوﺳﻲ ﻣﺸﻬﺪ ،ﭼﺎپ اول.1385 ، [7] Harper A. C., Handbook of Materials for Product Materials for Product Design, 3rd Ed., McGraw Hill, 2001. 17 ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ و ﻫﻤﻜﺎران ، ﺗﺎﺟﺪاري ﻣﻬﺪي، ﺑﻬﺎروﻧﺪي ﺣﻤﻴﺪرﺿﺎ،[ ﻣﺮادﺧﺎﻧﻲ ﻋﻠﻴﺮﺿﺎ18] "ﺗﺤﻠﻴﻞ و ﺑﺮرﺳﻲ ﭼﻘﺮﻣﮕﻲ ﺷﻜﺴﺖ ﺑﺎ،وﻓﺎﻳﻲﺻﻔﺖ ﻋﺒﺎس اﺳﺘﻔﺎده از ﻓﺮوروﻧﺪه وﻳﻜﺮز در ﺳﺮاﻣﻴﻚﻫﺎي ﻧﺎﻧﻮﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ، ﺳﺎل ﭼﻬﺎرم، ﻣﺠﻠﻪ ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺠﻠﺴﻲ،"Al2O3-SiC .11-1 صص،1390 ﺑﻬﺎر،ﺷﻤﺎره ﺳﻮم [19] ASTM B311, “Test Method for Density Determination for Powder Metallurgy (P/M) Materials Containing Less Than Two Percent Porosity”, Developed by Subcommittee: B09.11, Book of Standards, Vol. 2, No. 5, 2002. [20] ASTM C769, “Standard Test Method for Sonic Velocity in Refractory Materials at Room Temperature and Its Use in Obtaining an Approximate Young’s Modulus”, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 15, No. 1, 2005. [21] ASTM C1161, “Standard Test Method for Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature”, Developed by Subcommittee: C28.01, Book of Standards, Vol. 15, No. 1, 2008. [22] ASTM C1327, “Standard Test Method for Vickers Indentation Hardness of Advanced Ceramics”, Developed by Subcommittee: C28.01, Book of Standards, Vol. 15, No. 1, 2008. [23] Anatis G. R., Chantikul P., Lawn B. R., Marshall D. B., “A Critical Evaluation of Indentation Techniques for Measuring Fracture Toughness: I, Direct Crack Measurements”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 64, No. 9, 1981, pp. 532-538. [24] Warren R. R., Ceramic Fabrication Technology, CRC Press Publishing, New York, 2002. [25] Heuer A., Hobbs L. W., “Advances in Ceramics, Science and Technology Zirconia”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 21, 1981, pp. 9-40. [26] Rahaman M. N., Ceramic processing, CRC Press Publishing, Boca Raton, 2006. 1391 اﺳﻔﻨﺪ،6 ﺷﻤﺎرة12 دورة ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﻣﺪرس ... ﺑﺮرﺳﻲ ﺧﻮاص ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و رﻳﺰﺳﺎﺧﺘﺎر ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖﻫﺎي [8] Welham N. J., Setoudeh N., “Formation of an Alumina-Silicon Carbide Nanocomposite”, Journal of the Materials Science, Vol. 40, 2005, pp. 3271- 3273. [9] Gadalla A., Elmasry M., Kongkachuichay P., “High Temperature Reactions within Al2O3-SiC Composites” Journal of materials research, Vol. 7, No. 9, 1992, pp. 2585-2592. [10] Wang H. Z., Gao L., Guo J. K., “The Effect of Nanoscale SiC Particles on the Microstructure of Al2O3 Ceramics”, Ceramics International, Vol. 26, 2000, pp. 391-396. ﺳﻤﺖ و ﺳﻮي ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت، ﺷﺎﻫﻮردي ﻣﺤﻤﻮدرﺿﺎ،[ ﻣﻐﺮﺑﻲ ﻣﺮﺗﻀﻲ11] ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ و، ﮔﺮوه ﻛﺎري ﺑﻴﻦ ﺳﺎزﻣﺎﻧﻲ ﻋﻠﻮم،در ﻧﺎﻧﻮﻓﻨﺎوري .1383 ، اﻧﺘﺸﺎرات آﺗﻨﺎ، ﺗﻬﺮان،(IWGN) ﻓﻨﺎوري ﻧﺎﻧﻮ [12] Yang P., The Chemistry of Nanostructured Materials, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Hackensack, 2003. [13] Nalwa H. S., Nano Structured Materials and Nanotechnology, Academic press, San Diego, California, 2002. : ﺟﻠﺪ دوم، ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﺳﺮاﻣﻴﻚﻫﺎي ﻣﺪرن،[ رﻳﭽﺮﺳﻮن دﻳﻮﻳﺪ14] ، ﺗﺮﺟﻤﻪ اﺑﺮاﻫﻴﻤﻲ ﻣﺤﻤﺪ اﺑﺮاﻫﻴﻢ،ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺳﺎﺧﺖ و ﻃﺮاﺣﻲ ﻧﺸﺮ داﻧﺶ، ﺳﻼم ﺗﺒﺮﻳﺰي ﺳﻴﻤﻴﻦ،ﻋﺴﮕﺮي ﻋﺒﺎﺳﻲ ﺳﺎﻟﻮﻣﻪ .1384 ، ﺗﻬﺮان، ﭼﺎپ اول،ﭘﮋوﻫﺎن ﺗﺮﺟﻤﻪ اﺑﺮاﻫﻴﻤﻲ ﻣﺤﻤﺪ، ﺳﺮاﻣﻴﻚﻫﺎي ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ،[ ﺑﻨﮕﺴﻴﻮ ﻣﻮرات15] .1383 ، ﺗﻬﺮان، ﭼﺎپ اول، ﻧﺸﺮ ﻛﺎوﺷﮕﺮان، اﺑﺮاﻫﻴﻢ [16] Viechnicki D. J., Slavin M. J. and Kliman M. I., “Development and Current Status of Armor Ceramics”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 70, No. 6, 1991, pp. 1035-1039. [17] Bagley R. D., Johnson D. L., “Effect of Magnesia on Grain Growth in Alumina”, Journal of Advance Ceramic, Vol. 10, 1984, pp. 666-678. 18
© Copyright 2024 Paperzz