Zrc-tic Kompozitinin Spark Plazma Sinterleme (sps) Yöntemi İle Üretimi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, Zirkonyum karbürün (ZrC) sinterleme ve mekanik özelliklerini geliştirmek amacıyla farklı oranlarda (hacimce %5-20) Titanyum karbür (TiC) içeren ZrC-TiC ikili kompozitleri ve ZrC-TiC kompozitlerinin kırılma tokluğu değerlerini yükseltmek amacıyla farklı oranlarda (ağırlıkça %0,25-1) karbon nanotüp (CNT) içeren ZrC-TiC-CNT üçlü kompozitleri spark plazma sinterleme (SPS) yöntemiyle üretilmiş ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. 40 MPa basınç altında 1750-1850ºC aralıklarında 5 dakika süreyle sinterleme yapılmıştır. TiC ilavesi ile sinterleme sıcaklıkları düşmüş, proses sıcaklık aralığı kısalmıştır. Yoğunluk ve sertlik değerleri TiC ilavesi ile artmıştır. TiC ilavesi kırılma tokluğu değerlerini yükseltmede başarılı olamamıştır. ZrC-TiC kompozitlerine CNT ilavesi ile yoğunlaşma davranışları ve yoğunluk değerlerinde belirgin bir değişim gözlenmemiş, sertlik değerleri düşmüştür. Ancak CNT ilavesi ile ZrC-TiC kompozitlerinin kırılma tokluğu değerleri %43 oranında arttırılmıştır.

In this study with different amount of Titanium carbide (TiC) content (5-20% vol.) ZrC-TiC composites produced for enhance mechanical properties and sinterability of Zirconium carbide (ZrC) and ZrC-TiC-CNT composites produced in a range of 0,25-1% carbon nanotube (CNT) content by weight for increase fracture toughness of ZrC-TiC composites by spark plasma sintering under 40 MPa pressure, in a range of 1750-1850ºC and 5 minutes holding time. The addition of TiC effected positively on sintering behaviour, hardness and relative density of ZrC. However the addition of TiC decreased fracture toughness of ZrC. With the addition of CNT sintering behaviour and density of ZrC-TiC composites were not significantly effect. The addition CNT decreased hardness but successfully increased fracture toughness about 43%.