مواد و ساخت پیشرفته

نسوزهای از جنس Si3N4-MgO-C با استفاده از منیزیم ذوب شده، گرافیت پوسته‌ای، پودر سیلیسیوم و Fe(NO3)3.9H2O به عنوان مواد خام اولیه و رزین فنولیک به عنوان اتصال‌دهنده تحت جریان گاز نسوز N2، تهیه می‌شود.
در بررسی‌های اخیر، اثر دماهای مختلف نیتریداسیون بر مورفولوژی و تولید فاز Si3N4 در نسوزهای بدون حضور کاتالیست، مطالعه شده است. در این مطالعه تحقیقاتی، اثر مورفولوژی فاز β-Si3N4 روی خواص نسوزها با محتویات کاتالیست‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. مقاومت به اکسیداسیون نسوزها نیز از مواردی است که در این مطالعه به آن توجه شده است. برای کنترل رشد فاز Si3N4 در نسوزها از روش نیتریداسیون کاتالیزوری و برای بررسی مقاومت در برابر اکسیداسیون نسوزها از روشCT (Computed Tomography) صنعتی استفاده شده است.
نتایج این تحقیقات نشان داده است که افزایش دمای نیتریداسیون برای تشکیل β-Si3N4 در نسوزها بسیار مفید است. از طرفی، دمای خیلی بالای نیتریداسیون باعث ایجاد تعداد زیادی منافذ در نسوزها می‌شود که خواص آن را رو به تخریب می‌رود.
همچنین نشان داده شده است که نسوزهای حاوی کاتالیست با 1 درصد وزنی، دارای خواص مکانیکی خوب و مقاومت به اکسیداسیون بالایی هستند. ولی افزایش بیشتر کاتالیست از تشکیل β-Si3N4 جلوگیری می‌کند و به این وسیله عملکرد دیرگدازها را کاهش می دهد.
منبع:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061819334178