Borkarbür Silisyum Karbür Kompozitlerinin Reaktif Sıcak Presleme İle Üretilmesi

Abstract

dayanıma ve düşük yoğunluk özelliklerine sahiptir. Borkarbür seramikleri kovalent bağlı olmaları nedeni ile yüksek sinterleme sıcaklığı ve yüksek basınçta bu özellikleri maksimum seviyededir. borkarbüre farklı bileşimler ilave ederek düşük sinterleme sıcaklığı ve düşük basınçta aynı özelliklere sahip B4C kompozitleri üretmek mümkündür. Bu çalışmada B4C- SiO2-C tozları (hacimce % 5-10-15-20 SiC içerecek şekilde) tefzel kaplı bir atritörde, alkol ortamında SiC biyalar kullanılarak, 400 rpm’de 2 saat süreyle karıştırılmıştır. Daha sonra karışımın içinde bulunan alkol 125 °C sıcaklıkta etüvde uzaklaştırılmıştır. Kurutulan tozlar granüle edildikten sonra grafit kalıplara yerleştirilerek, sinterlem işlemine başlanmıştır. Reaktif sinterleme 2150-2200°C ve 100 MPa’da vakum ve 2200 °C de argon’da olmak üzere iki farklı atmosfer ortamında gerçekleştirlmiştir. Grafit kalıplardan çıkarılan her bir numune elmas disk yardımıyla hassas kesicide uygun boyutlarda kesilmiştir. Daha sonra kesilen bu numuneler üç nokta eğme testine tabi tutulmuştur. Numunelerin yoğunluğu Archimed prensibi kullanılarak ölçülmüştür. Numuneler bakalite alındıktan sonra elmas çözeltiler kullanılarak parlatılmış ve ASTM E 399-90 göre hazırlanmıştır. Hazırlanan değişik bileşimdeki bu numunelerin sertlikleri LECIA Mikro sertlik cihazında ölçülmüştür. Hacimce % 0-5-10-15-20 SiC içeren numunelerde faz dönüşümü X-ışınları difraktometresi ile takip edilmiştir. B4C matris içinde SiC dağılımları taramalı elektron mikroskobu yardımı ile izlenmiştir.

B4C ceramics which have characteristical properties such as high hardness, high wear resistance, low density and high chemical resistance, they only exhibit these properties in maximum densified parts. Due to covalent bonding of B4C ceramics, they needs high sintering temperature and high pressure to obtain their unique properties. It is possible to produce some B4C composites which have similar properties as B4C by adding some other components at lower sintering temperature and pressure. In this study, B4C/SiC composites heve been prepared by adding different amount of SiO2 and C mixture to B4C powder by reactive hot pressing technique and pyhisical, mechanical and microstructural characterisation of samples have been carried on. In the first stage of the study B4C-SiO2-C powder mixtures which will form B4C/SiC composites containing 5-10-15-20 vol % SiC have been prepared in tefzel coated attritor by milling with SiC balls for 2 hours in ethonole. Then, powder mixture has been dried in an oven and ethanole has been removed. After dried powder granulated, it will be put in to the graphite molds and they were sintered by ractive hot pressing technique by appling 2150°C and 2200°C temperatures, 100MPa pressure for 1 hour under vacuum and argon. After sintering, samples were cutted by diamond coated blade. Then their densities were measured by Archimed technique. Samples were polished by using diamond polishing solution and they were subjected to three point bending test considering ASTME E 399-90. In all samples phase transformations have been examined by X-Ray diffraction methode. Microstructures of hot pressed sample have been examined by SEM technique.