رسالة ماجستير تناقش (تأثير اضافة الزركونيا النانوية على بعض الخصائص الفيزياوية لنظام Cu-SiC )

نوقشت في جامعة تكريت / كلية التربية للعلوم الصرفة رسالة ماجستير بعنوان  (تأثير اضافة الزركونيا النانوية على بعض الخصائص الفيزياوية لنظام Cu-SiC المنتجر بتقنية متالورجيا المساحيق) للطالب احمد شدهان كريم.هدفت الرسالة إلى تحضير متراكبات (نحاس – كاربيد السيلكون – الزركونيا النانوية) المنتج بتقنية ميتالورجيا المساحيق, ودراسة تأثير محتوى النحاس ودرجة الحرارة على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للمتراكبات وقد تم استعمال مسحوق النحاس بنقاوة (%99.5) وبحجم حبيبي (µm≤44) ومسحوق كاربيد السيلكون بنقاوة (%99.5) وبحجم حبيبي (µm≤25) بينما كانت الزركونيا النانوية بنقاوة (%99.94) وبحجم حبيبي nm (30±5). أضيف كاربيد السيلكون بنسبة ثابتة مقدارها (%5) بينما كانت النسب الحجمية للزركونيا النانوية هي (20 , 15, 10 , 5 , 0) ثم طحن المزيج في خلاط ميكانيكي باستعمال كرات فولاذية بقطر (10) ملم لمدة ساعتين. وثم كبس المزيج على البارد من اتجاه واحد من خلال تسليط ضغط (5) طن لمدة دقيقة واحدة وأجري التلبيد عند درجة حرارة (C°900) لمدة ساعتين فقط.أَظهرت نتائج البحث أَن كلّ من الكثافة الخضراء(قبل التلبيد) والكثافة الحجمية والكثافة الظاهرية تقل بزيادة محتوى الزركونيا النانوية قبل التلبيد وبعده, فمثلاً تنخفض الكثافة الخضراء من  , كما تقل الكثافة الحجمية بعد التلبيد من g/m³((7.010-8.397, وكذلك قلت النسبة المئوية للمسامية الحقيقية من % (35.729-20.809) ثم ارتفعت بعد ذلك الى % (30.606) عند محتوى الزركونيا النانوية من (%0) الى (%20).اما المسامية قلت قبل التلبيد من % (14.576-8.421) عند محتوى الزركونيا النانوية (%15) ثم ازدادت بعد ذلك عند نسبة (%20), وقلت المسامية الظاهرية بعد التلبيد إذ قلت النسبة المئوية للمسامية الظاهرية من %(8.849-5.522) عند محتوى الزركونيا النانوية (%15) ثم ازدادت بعد ذلك عند نسبة (%20). وتتناسب قابلية امتصاص الماء طردياً مع المسامية.تبين من خلال نتائج الدراسة وجود علاقة طردية بين كل من صلادة فيكرز ومقاومة الانضغاط مع زيادة نسب التدعيم فمثلاً إذا إزدادت الصلادة قبل التلبيد من (54.3-38.4) ثم انخفضت الى(43) عند محتوى الزركونيا النانوية من %(0 – 20), وإزدادت الصلادة بعد التلبيد من (90.81-58.75) ثم انخفضت الى (60.5) عند محتوى الزركونيا النانوية من  % (0 – 20).إذ زادت مقاومة ومقاومة الانضغاط قبل التلبيد من(189.68 – 91.30) MPaعند محتوى الزركونيا من (0%) إلى (15%)ثم تنخفض بعد ذلك عند (%20). كما زادت مقاومة الخضوع الانضغاطي بعد التلبيد من MPa(358.99 – 152.33) عند محتوى الزركونيا النانوية من % (0 – 15) ثم تنخفض بعد ذلك عند (%20). تنخفض قيم البلى مــــــــــــن g/cm(6.04*10^-8) عند نسبة (0%ZrO₂) الى g/cm((1.60*10^-8عند نسبة (15% ZrO₂) ثم ازداد معدل البلى بعدها, وان معدل البلى بعد إجراء عملية التلبيد عند درجة حرارة (900°C) ولزمن ساعتين, قد أدت إلى انخفاض معدل البلى إذ قــــــلَّ مـــعــــــدل الـــــبــــــلى مــــــــــــن g/cm(4.67*10^-8) عند نسبة (0%ZrO₂) الى g/cm((1.07*10^-8 عند نسبة (15%ZrO₂) ثم ازداد معدل البلى بعدها. أَما نتائج المجهر الالكتروني الماسح ((SEM بينت ان افضل سطح متجانس كان عند النسبة (%15) زركونيا اذا اعطى سطح متجانس خالي من العيوب تقريباً بينما ظهور سطح يحوي على تشققات ومسامات واضحة عند النسبة (%20).اما نتائج فحص البنية المجهرية فتبين ان هناك توزيع جسيمات الزركونيا النانوية وكاربيد السليكون بشكل متجانس ضمن أرضية النحاس مكونةً شبكة معدنية مترابطة واما نتائج حيود الاشعة السينية بينت ان المواد المستخدمة كانت من المادة الاساس (النحاس) وبطور مكعبي (Cubic) بلوري عند معاملات ميلر (111) و(200) و(220), وكذلك ظهور المادة المدعمة الثابتة كاربيد السليكون (SiC) وبتركيب مكعبي (Cubic) عند معاملات ميلر (111) و(200) و(220) و(311) و(222), وايضاً ظهور المادة المدعمة المتغيرة الزركونيا النانوية (ZrO₂) وبتركيب احادي اميل (Monoclinic) عند معاملات ميلر (011) ,(110) ,(1-11),(111) ,(002), (102-), (112), (013).