بهینه سازی چقرمگی شکست و سختی به روش تاگوچی در ZrB2-SiCnp-ZrC-CNFs

مهندسی متالورژی و مواد

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 15 فروردین 1403   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2024.85569.1131

نویسندگان

غلامرضا داودی¹؛ محمدمراد شیخی²؛ زهره بلک^{* 3}؛ شهروز یوسف زاده²

¹گروه اموزشی مواد

²گروه مکانیک

³دانشیار، گروه مواد، دانشگاه آزاد واحد اهواز، ایران،اهواز

چکیده

در این تحقیق، به بررسی اثر افزودن نانوذرات کاربید سیلیسیوم، کاربیدزیرکونیوم و نانوالیاف کربن در دماها و زمان های مختلف تف جوشی بر چقرمگی شکست و سختی سرامیک ZrB2 پرداخته شده است. با توجه به تعداد بالای نمونه های مورد نیاز، (چهار متغیر در سه سطح) به منظور بهینه سازی چقرمگی شکست و سختی از طراحی آزمایش به روش تاگوچی با آرایه L9 استفاده شد. سختی و چقرمگی شکست کامپوزیت های ساخته شده به روش تف جوشی با جرقه پلاسما، به روش های ماکرو ویکرز و اندازه گیری طول ترک مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نمونه 8 با ترکیب شیمیایی ZrB2-25Vol%SiC-15ZrC-10CNF تف جوشی شده در دمای 1875 درجه سانتی گراد به مدت 7 دقیقه دارای بیشترین میزان سختی ماکرو ویکرز (33±400 کیلوگرم بر میلی متر مربع) و چقرمگی شکست (4/±3/7 مگاپاسکال. جذر متر) است. هم چنین تحلیل واریانس (ANOVA) نشان داد که دما و زمان موثرترین متغیرها بر چقرمگی شکست (به ترتیب با سهم 84 درصد و 5/10 درصد) و سختی (به ترتیب با سهم 3/74 و 9/15 درصد) هستند.

کلیدواژه‌ها

چقرمگی شکست؛ سختی؛ سینتر با جرقه پلاسما؛ روش تاگوچی؛ دی بوراید زیرکونیوم

مراجع