مقايسه اثر دما و ميزان سيليكون كاربيد بر خواص و ريزساختار شيشه هاي اسفنجي حاصل از ضايعات شيشه سودالايم و شيشه پانل تلويزيون

مينا سعيدي حيدري1، سكينه عباسي2، سيد محمد ميركاظمي*3
دانشجوي دانشكده مهندسي مواد و متالورژي، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ايران،
دانشجوي دانشكده مهندسي مواد و متالورژي، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ايران،
استاديار، دانشكده مهندسي مواد و متالورژي، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ايران
* mirkazemi@iust.ac.ir
(تاريخ دريافت: 14/10/1390، تاريخ پذيرش: 27/03/91)

چكيده
در اين مقاله، تأثير دما و ميزان عامل اسفنجي كننده (سيليكون كاربيد) بر خواص و ريزساختار شيشههاي اسفنجي حاصل از ضـايعاتپانل نمايشگر لوله اشعه كاتدي و ضايعات شيشه هاي سودالايم مورد بررسي قرار گرفته است. به اين منظور، ابتدا پودر هر يـك از دو شيشه ذكر شده با اندازه ذرات كمتر از 63 ميكرومتر تهيه شده و سپس پودر سيليكون كاربيد با مقـادير مختلـف (2، 4، 6 و 8 درصـدوزني) به آنها افزوده شد. پودرهاي حاصل تحت فشار پرس تك محوره قرار گرفته و سپس در محـدوده دمـايي 1050-750 درجـهسانتي گراد با برنامه پخت ثابت، سينتر گرديدند. براي بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي نمونه ها، آزمونهاي تعيين دانسيته، تخلخـلسنجي و استحكام خمشي انجام گرفت. همچنين براي مطالعـه ريزسـاختار نمونـههـا، تصـاوير ميكروسـكوپي آنهـا بـا ميكروسـكوپالكتروني روبشي تهيه شد. نتايج حاصل از نمونه ها نشان داد كه سيليكون كاربيـد ، امكـان كنتـرل ريزسـاختار شيشـه هـاي اسـفنجي دررسيدن به اندازه حفرات ريز با توزيع نسبتا˝ باريك را مي دهد. نمونه حاوي شيشه سودالايم و 4 درصد وزني سيليكون كاربيد كـه دردماي 850 درجه سانتيگراد فوم شده بود، داراي بيشترين ميزان تخلخل (90%) و استحكام خمشي معـادل 57/0 مگاپاسـكال بـود امـاريزساختار درشت و نامتقارن داشت. در مورد شيشه پانل و 6 درصد وزني سيليكون كاربيد كه در دماي 950 درجه سانتي گراد سـينترشده بود، بيشترين ميزان تخلخل حدود 55 درصد و استحكام خمشي 12 مگاپاسكال بود كه ريزساختار نسبتا˝ يكنواختي داشت. ايـنخواص نسبت به خواص نمونه هاي تجاري، بهبود قابل ملاحظهاي يافته است.

واژه هايكليدي:
شيشه ي اسفنجي، ضايعات شيشه سودالايم و پانل، سيليكون كاربيد (SiC)، تخلخل

خام را كاهش داده و منجر به حفظ زيبايي مناطق اطراف شـهرها

مقدمه
سالانه دهها ميليون تن شيشههاي ضـايعاتي در سراسـر دنيـا توليـد
ميشود. استفاده از اين شيشه ها سبب ذخيره صدها هزار تـن مـادهخام اوليه در هر سال مي شود كه اين كار نيـاز بـه اسـتخراج مـادهم ـيگ ردد [1]. يك ي از راهكاره اي اس ـتفاده ي مج دد از اي نشيشه ها، توليد شيشه هاي اسفنجي است. شيشـه هـا ي اسـفنجي بـهعلت ساختمان اسـفنجي خـود، در ميـان انـواع شيشـه هـا خـواصمنحصر به فردي دارند. سبكي، سختي و صلبي1، مقاومت فشاري بالا، مقاومت در برابر آب و بخـار آب، عـايق حرارتـي و صـوتيبودن، غير قابل اشتعال، غير سمي و از نظر شيميايي خنثي بودن از جمله اين خواص هستند. مهمترين اين خواص، عـايق حرارتـي وصوتي بودن ميباشد. خاصيت فوق در يـك لايـه بـا ضـخامت 5 سانتيمتر از شيشه اسفنجي با يك آجر عايق به ضخامت 50- 45 سانتيمتر برابري مـي كنـد [2-3]. از انـواع شيشـههـاي ضـايعاتي،
مخصوص اً شيش هه اي پنج ره و بط ري (س ودالايم)، شيش هه اي لولــههــاي اشــعه كاتــدي 2 (ماننــد صــفحه نمــايش تلويزيــون وك امپيوتر)، شيش هه اي بوروس يليكاتي ص نايع ش يميايي و شيش ه لام په اي فلورس نت م يت وان جه ت س اخت شيش ه اس فنجي استفاده نمود. در اين بين استفاده ي مجدد از ضايعات شيشـه هـايس ودالايم ب ه عل ت درص د ب الاي آنه ا در اي ران و شيش هه اي تلويزيون لولهي اشـعه ي كاتـدي بـه علـت درصـد بـالاي سـرب،اكسيدهاي باريم و استرانسيم در آنهـا بسـيار مـورد توجـه اسـت[3-7]. مؤثر ترين روش جهت ساخت شيشه ي اسفنجي، مخلـوطنمودن ضايعات شيشه ي آسياب شده به همراه يك عامل اسفنجي كننده است. عوامل اسفنجي كننـده رايـج شـامل كـربن يـا مـوادكربناتي ميباشد. طبق نتايج ساير محققان معمولاً افـزودن عوامـلاسفنجي كننده پايه كربنـاتي ماننـد دولوميـت، كربنـات سـديم وكربنات كلسيم و يا پايه كربني ماننـد كـربن آمـورف و گرافيـتباعث ايجاد تخلخلهـاي درشـت و نـاهمگن، و توزيـع نامناسـبتخلخلها و در نهايت افت شديد استحكام مكـانيكي شيشـههـاياسفنجي ميشود [8]. در مقابل، افزودن عوامل اسـفنجي كننـده ي ديگر مانند AlN ،Si3N4 ،TiN و SiC (سيليكون كاربيـد ) باعـثايجاد تخلخلهاي نسبتاً همگن با اندازه حفرات كوچك و توزيع اندازه ذرات نسـبتاً باريـك شـده و در نهايـت خـواص مكـانيكي بهبود مي يابد [9-11]. خواص نهايي شيشههاي اسفنجي، همچون اســتحكام مكــانيكي و هــدايت حرارتــي، شــديداً وابســته بــهريزساختار آنها ميباشد. در ضمن ريزساختار ايـن شيشـههـا نيـزوابسته به نوع و تركيب شيشه استفاده شـده، نـوع عامـل اسـفنجيكننده، اندازه ذرات شيشه اوليـه و عامـل اسـفنجي كننـده، دمـايفرايند، سرعت گرمـايش و سـرمايش مـيباشـد [12]. در تحقيـقحاضر، با استفاده از عامل اسفنجي كننده سيليكون كاربيد و با در نظر گرفتن اندازه ذرات ثابت شيشـه اوليـه و سـيليكون كاربيـد وسرعت گرمـايش و سـرمايش ثابـت، اثـر تغييـر دمـاي فراينـد درساخت شيشه اسفنجي بـا اسـتفاده از دو تركيـب متفـاوت شيشـه،شيش ه س ودالايم و شيش ه پان ل تلويزي ون هـاي CRT، ب ر روي ريزساختار و خواص مكانيكي انجام شد.

مواد و روش تحقيق
براي تهيه نمونه ها از شيشههاي پانل تلويزيون رنگـي و سـودالايماستفاده شد. اندازه دانـه شيشـه هـاي مـورد اسـتفاده بـين 63 – 53 ميكرومتر بود. تركيب ايـن دو شيشـه در جـدول (1) آورده شـدهاست.
جدول (1): تركيب شيميايي شيشههاي استفاده شده در تحقيق (درصد وزني)
تركيب سودالايم پانل
SiO2 71/93 60/7
Na2O 11/44 7/50
K2O 0/414 6/90
CaO 10/21 0/1
Al2O3 1/51 1/70
ZrO2 0/008 5/50
TiO2 0/161 0/55
Fe2O3 0/248 0/05
ZnO – 0/20
SrO – 8/60
BaO – 9/90
Sb2O3 – 0/45
PbO – 0/01
SO3 0/15 –
P2O5 0/07 –
Cl 0/06 –
MgO 74/3 –
به هر يك از ايـن پودرهـا درصـدهاي متفـاوتي از پـودر تجـاريسيليكون كاربيد (2، 4، 6 و 8 درصد وزنـي ) بـا انـدازه ذرات 45 ميكرومتر اضافه شد. سپس بـه مخلـوط ايـن پودرهـا، بـه ميـزان 3 درصد وزني چسب (PVA) و 5 درصد وزني آب اضـافه شـده وپس از نگـه داري بـه مـدت 24 سـاعت، تحـت فشـار پـرس تـكمحوره به ميزان bar 75 قرار گرفت. ابعاد نمونـه هـاي اوليـه طبـقاستاندارد ASTM D790، با ابعاد 3cm 1×5/2×12 ساخته شـدند . در هــــر يــــك از دماهــــاي 750، 850، 950 و 1050 درجــــه سانتي گراد، چهار نمونه به مدت يك ساعت و با سرعت حرارت دهي C/min° 10 در كوره ي آترا سينتر شدند. سرمايش نمونه هـادر كوره بسيار كمتر از سرعت گرمايش پودر اوليه در نظر گرفته شد كه به علت استحكام كمتر فوم نسبت به شيشه مي باشد. بـرايتعيين خواص فيزيكي و مكانيكي نمونه ها، آزمايش هـاي دانسـيته(نسبت جرم به واحد حجم)، تخلخل سنجي و اسـتحكام خمشـيصورت گرفت. به منظور اندازه گيري درصد تخلخل، از رابطـه ي (1) اسـتفاده ش د ك ه در آن دانسـيته ي پيكن ومتري ب ا اس تفاده از رابطه ي (2) به دست مي آيد. در اين رابطه دانسيته ي پيكنـومتري،a وزن پيكنومتر، b وزن پيكنومتر و پودر شيشـه،c وزن پيكنـومترو پودر شيشه و آب و d وزن پيكنومتر و آب مي باشد.

(1) 100 × ((دانسيته پيكنومتري/دانسيته بالك)- 1 = درصد تخلخل (2) dp = (b-a)/[(d-a)-(c-b)]

روبشــــ ي3 بــــ ا قابليــــــت بزرگنمــــ ايي 300000 برابــــــر شكل (1): نمودار تغييرات دانسيته نمونه هاي شيشه ي اسفنجي حاصل از
استحكام خمشي سه نقطه اي نمونهها با استفاده از دستگاه صـنعتس رام (س اخت اي ران) ان دازه گي ري ش د. س رعت اعم ال ني رو cm/min20 و فاصله ي فك هـاي دسـتگاه 10 سـانتي متـر بـود . بـه منظور بررسـي ريزسـاختار نمونـه هـا از ميكروسـكوپ الكترونـيحاصل از شيشه هاي پانل نمايشـگر لولـه اشـعه كاتـدي (CRT) و شيشه هاي سودالايم بر حسب مقادير مختلف سيليكون كاربيد در دماهاي 850 و 950 درجه سانتي گراد آورده شده اسـت . لازم بـهذكر است كه در نمونـه هـاي سـينتر شـده حاصـل از هـر دو نـوعشيشه، در دماي 750 درجه سانتي گراد، ميزان تخلخل كمتـر از 5 درصد بود و به عبارتي اين سـري از نمونـههـا كـاملاً سـينتر شـدهبودند. به نظر ميرسـد كـه دمـاي 750 درجـه سـانتيگـراد بـرايتجزيــه ســيليكون كاربيــد و تبــديل آن بــهCO يــا 2CO كــافي نمي باشد. زيرا در اتمسفر اكسـيدي سـيليكون كاربيـد در حـدود800 درجه سانتي گراد شروع به اكسيدشدن ميكنـد كـه سـرعتاكسيداسيون با افزايش دما افزايش مي يابد. نمونههاي سينتر شـدهدر 1050 درجه سانتي گراد نيز بسيار ترد بودند.

.بهره گرفته شد (TESCAN model VEGA, 30KV)

نتايج و بحث
3-1- خواص فيزيكي و مكانيكي
در شكل (1)، نمودار تغييرات دانسيته نمونه هاي شيشه ي اسفنجي
شيشه هاي پانل تلويزيون هاي CRT و شيشه هاي سودالايم بر حسب مقادير مختلف سيليكون كاربيد در دماهاي: آ) 850 و ب) 950 درجه سانتي گراد.

دليل غير قابل قبول بودن اين دو دما اين است كه در صورتي كـه دماي فوم شدن شيشه خيلي بالا انتخاب شود، ويسكوزيته مـذابخيلي كم شده و كنترل ريزساختار مشكل مي شود، زيرا حبابها به بالاي قالب صعود م يكنند و در نتيجه ميزان تخلخل هـا ز يـاد و توزيع آن ها در شيشه اسفنجي نهايي غيريكنواخـت خواهـد شـد. در مقابل، اگر دما خيلي پـايين باشـد، و ي سـكوزيته مـذاب خ ي لـي زياد شده، انبساط گاز مشكل م يشود و افزايش اندكي در حجـمرخ مي دهد كه منجر به ايجاد تخلخلهـاي كمتـر در ر يزسـاختار ميشود [13]. به اين ترتيب نمونههاي مربوط به اين دو دما مـوردبحث قرار نگرفتند.
دماهاي سينتر نمونهها، بالاتر از دمـاي نـرم شـوندگي شيشـه هـاي CRT و سودالايم انتخاب شدند، به اين دليل كه اكسيژن بتواند به آساني وارد سيستم شده و در نتيجه سـيليكون كارب يـد بـه راحتـيقادر به اكسيد شدن باشد. به علاوه اگر توليد گاز در دماهاي زير نقطه نرم شوندگي رخ دهد، شيشه سينتر نشـده، تخلخـلهـا بسـته نميشوند و شيشه نرم شده نم يتواند محصولات گازي را داخـلخود نگه دارد.
همانطور كه در شـكل (1) مشـاهده مـي شـود، نمـودار تغ ييـرات دانس يته دو شيش ه ي پان ل و س ودالايم بس يار متف اوت اس ت. در شيشههاي اسفنجي حاوي شيشـه پانـل كـه در دمـاي 850 درجـه
سانتي گراد سينتر شـدهانـد، بـا افـزايش م يـزان سـيليكون كارب يـد، دانسيته به طور پيوسـته كـاهش يافتـه اسـت ، ولـي در نمونـه هـاي حاوي شيشه سودالايم ابتدا دانسيته به مقدار زياد كـاهش يافتـه و سپس به شدت افزايش ي افتـه اسـت. تفـاوت موجـود در ترك يـب شيميايي دو شيشه ي پانل و سودالايم موجب م يگردد كـه رفتـارسينترينگ اين دو شيشه متفاوت باشد. زيرا، دماي انتقال به شيشـه و دماي نرم شوندگي شيشه هاي پانل و سودالايم براي شيشه پانـلبه ترتيب حدود 520 و 590 درجه سانتي گراد و براي شيشـه هـاي سودالايم نيز به ترتيب حدود 564 و 600 درجه سانتي گراد است [14 – 15]. به اين ترتيب ويسكوزيته شيشه ي پانل در دمـا ي 850 درجه سانتي گراد كمتر از شيشه سودالايم بوده و در نتيجه خروج حجم بيشتري از گاز، منجر به كاهش پيوسته دانسيته شـده اسـت. از طرفي، عدم كاهش پيوسته دانسيته در نمونه هاي حـاوي شي شـه س ودالايم ب ه دلي ل پدي دهي درش ت ش دن س اختار اس فنج ي ميباشد. در اين پديده، حفـره هـاي كوچـك بـه نفـع حفـره هـاي بزرگ تر از بين مي روند و انرژي سطحي سيستم كاهش مي يابـد، ديواره ي حفرات ضخيم تر شده و دانسيته افزايش مي يابد [16].
به ب يـان ديگـر در حـ ين خـروج گـاز، دانسـ يته بـه طـور مـداوم تـاكمترين مقدار كاهش مي يابـد . پـس از پا يـان ا يـن مرحلـه، يـك فرايند تدريجي تخريب و در هم ريختگي اسفنج به سبب پيوستن حفرات به يكديگر آغاز مي شود. بنابراين سطح انرژي سيسـتم بـاكاهش سطح ويژه ي ديواره ي حفرات كاهش مي يابد. اين فرايند منجر به افزايش دانسيته و كاهش درصد تخلخـل مـي شـود [17]. ميتوان گفت، علت افـزا يش دانسـيته در نمونـه حاصـل از شيشـه پانل به اضافه 8 درصد وزنـ ي سـيليكون كارب يـد و در دمـا ي 950 درجه سانتي گراد، همين پديده درشت شدن م يباشد.
همچنـين براس اس شـكل (1- آ و ب)، مش اهده مـ يش ود كـه ب اافزايش دما از 850 به 950 درجه سـانت ي گـراد، رونـد مشـابهي در منحنيهاي دانسيته مربوط به شيشـه اسـفنجي سـودالايم صـورتگرفته است، بعبارتي در هر دو دماي مذكور، بـا افـزايش درصـدسيليكون كاربيد تا 4 درصد وزني دانسـيته كـاهش يافتـه ولـي بـاافزايش بيشتر سيليكون كاربيد افزايش دانسـيته رخ داده اسـت. بـاا يـن ح ال ب راي نمون هه اي حاص ل از شيش هه اي پان ل رفت اري متفاوت مشاهده م يشود، به طوريكه با افزايش دما به 950 درجـهسانتي گراد، با افزودن تا 6 درصد وزني سيليكون كاربيد، دانسـيته به طور پيوسته كاهش م ييابد اما در مقادير بيشتر افزايش ناگهاني رخ م يدهـد . بـه عـلاوه، براسـاس شـكل (1- ب)، در دمـا ي 950 درجه سانت يگراد دو ش يشهي پانل و سودالايم، به جز در ترك يـب حاوي 4 درصد وزني سيليكون كاربيد، رفتار مشابهي داشـته انـد،كه اين موضـوع در نمونـههـاي ته يـه شـده در دمـاي 850 درجـهسانتي گراد ديده نميشود.
شكل (2)، درصد تخلخل نمونه هاي شي شهي اسـفنجي حاصـل ازشيشه هاي پانل نمايشگر لوله اشـعه كاتـدي (CRT) و شيشـه هـاي سودالايم بر حسب مقادير مختلف سيليكون كاربيد را در دماهاي 850 و 950 درجه سانت يگراد نشان م يدهد.

شكل (2): نمودار درصد تخلخل نمونه هاي شيشه ي اسفنجي حاصل از
شيشه هاي پانل تلويزيون هاي CRT و شيشه هاي سودالايم بر حسب مقادير مختلف سيليكون كاربيد در دماهاي: آ) 850 و ب) 950 درجه سانتي گراد.

معم ولاً درص د تخلخ ل ب ا دانس يته رابط ه ي معك وس دارد. در نمون ـه ه ـاي حاص ل از شيش ـه ه اي پان ل در دم ا ي 850 درجــه سانتي گراد، با افزايش سيليكون كاربيد، دانسـيته بـه طـور پيوسـته كاهش و تخلخل افزايش يافته است و به اين معنـي اسـت كـه دراي ن دم ا، ب ا اف زايش س يليكون كاربي د پدي دهي درش ت ش دن ص ورت نگرفت ه، ول ي احتم ال دارد در مق ادير بيش تر س يليكون كاربيد صـورت گ يـرد. بـا ا يـن حـال همـانطور كـه ذكـر شـد درنمونه هاي حاوي شيشه سودالايم اين پد يـده رخ داده و منجـر بـهكاهش شديد ميزان تخلخل پس از افزايش بسيار آن شده است.
در نمون ه ه اي حاص ل از شيش هه اي پان ل در دم اي950 درج ه سانتي گـراد، كمتـرين دانسـيته و بي شـترين درصـد تخلخـل بـراي نمونههاي حاصل از 6 درصد وزني سيليكون كاربيد حاصل شـدهاست.
بنابراين با افزايش دماي سينتر، ميزان سيليكون كاربيد مـورد ن يـاز براي رسيدن به حداقل دانسيته و در نتيجه حداكثر ميزان تخلخـلكاهش مي يابد و افزودن مقادير بيشتر سيليكون كارب يـد منجـر بـهكاهش دانسيته ي نمونه ي شيشه ي اسفنجي نمي شود. اين تغييرات را مي توان اينگونه توضيح داد كه با افزايش دما، سرعت و م يـزان اكسيداسيون سيليكون كاربيد افزايش يافته و مقدار اكسيژن مورد نياز براي تشكيل تخلخل ها افزايش مـي يابـد ، در ا يـن صـورت بـامقدار كمتري از سيليكون كاربيد، افزايش تخلخـل هـا و كـاهشدانسيته صورت مي گيرد. به علاوه م يتوان گفـت ، در دمـاي 950 درجه سانتي گراد سرعت اكسيداسيون سيليكون كارب يـد بي شـتر از سرعت سينتر شيشه بـوده و منجـر بـه افـزايش تخلخـل و كـاهشدانسيته شده است.
همچنين مشاهده مي شود كه در هـر دو دمـاي 850 و 950 درجـه سانتيگراد، نمونه هاي حاصـل از شيشـه هـاي پانـل بـه جـز نمونـه حاصل از 4 درصد وزني سيليكون كاربيد، رفتار بهتري داشته انـدو داراي درصد تخلخل بيشتري نسـبت بـه نمونـه هـاي حاصـل ازشيش ه س ودالايم م ي باش ند. ب ا اي ن ح ال در نمون ه حاص ل ازشيشه هاي سودالايم و 4 درصد وزني سيليكون كارب يـد، بي شـترين ميزان تخلخل به دست آمده است، كـه ا يـن م يـزان تخلخـل قابـلمقايسه با نمونه هاي تجاري شيشه هاي اسفنجي است.
در ج دول (2)، اس تحكام خمش ي نمون ه ه اي شيش ه ي اس فنجي حاص ل از شيش ه ه اي پان ل تلويزي ونه اي CRT و شيش ه ه اي سودالايم بر حسب مقادير مختلـف سـيليكون كارب يـد و دماهـا ي آزمايش آ) 850 و ب) 950 درجه سانتي گراد آورده شده اسـت .
معمولاً استحكام خمشي با دانسيته رابطـه ا ي مسـتقيم و بـا درصـدتخلخل رابطه اي معكوس دارد. در اينجا نيز، مشاهده مي شود كـهاستحكام نمونـه هـاي حاصـل از شيشـه هـاي پانـل خي لـي بيشـتر از نمونه هاي حاصل از شيشه سـودالايم اسـت كـه بـه علـت درصـدتخلخلِ كمتر اين نمونهها مي باشد.

جدول (2): استحكام خمشي نمونه هاي شيشه ي اسفنجي حاصل از شيشه هاي پانل تلويزيون هاي CRT و شيشه هاي سودالايم بر حسب مقادير مختلف سيليكون كاربيد در دماهاي: آ) 850 و ب) 950 درجه سانتي گراد.

درصد سيليكون كاربيد آ . استحكام [مگاپاسكال]
شيشه پانل
تلويزيون هاي CRT شيشه سودالايم
4 0/57 ± 0/04 18/06 ± 0/04
6 2/35 ± 0/04 20/42 ± 0/04
درصد سيليكون كاربيد ب. استحكام [مگاپاسكال]
تلويزيونشيشه هاي پانل CRT شيشه سودالايم
4 1/85 ± 0/04 13/05 ± 0/04
6 1/55 ± 0/04 12/16 ± 0/04

اين امر به خوبي شناخته شده است كـه؛ مقـدار تخلخـل و شـكل تخلخلها، استحكام مكانيكي شيشه و سراميك هـاي اسـفنجي را تعيين مي كند. اندازه ي تخلخلها و ضخامت ديواره هاي آنها نيز نقش مهمي را در نتايج استحكام مكانيكي بر عهـده دارد [8]، بـهاين علت كه افزايش ضخامت ديواره ها سبب افزايش نقـص هـاي خطرناك در نمونـه مـي شـود [18]. بـا درصـدهاي تخلخـل بـالا،كاهش ضخامت ديواره هاي حفرات منجـر بـه افـزايش اسـتحكاممكانيكي نمونه خواهد شد.
به اين علت كه از هم گسيختگي اسفنج هـا در پـي خم يـده شـدنديواره ي حفرات و لبه ها صورت مي گيرد و در نتيجه ديواره هـا و لبه هاي باريكتر به سبب كـاهش تـرك هـاي بحرانـي احتمـالي، مطلوب تر هستند [10].

در ادامه نتايج مطالعـات ر ي زسـاختاري و ارتبـاط آن بـا اسـتحكاممكانيكي نمونهها مورد بحث قرار گرفته است.

3-2- تصاوير ريزساختار
در تحقيق حاضر تصاوير ريزساختاري نمونه هايي با تخلخل بالاي 50 درصد در دماهاي 850 و 950 درجه سانتي گراد تهيه شده است. شكل (3)، تصوير ريزساختاري نمونه حاصل از شيشه سودالايم و 4 درصد وزني سيليكون كاربيد كه در دماي 850 درجه سانتي گراد سينتر شده است، را نشان مي دهد. در نمونهي حاصل از شيشه ي پانل و 4 درصد وزني سيليكون كاربيد كه در اين دما سينتر شده است، تخلخلي كمتر از 50 درصد به دست آمده و به همين علت تصوير آن آورده نشده است.

شكل (3): تصوير SEM شيشه ي اسفنجي حاصل از شيشه هاي سودالايم به همراه 4 درصد وزني سيليكون كاربيد و سينتر شده در دماي 850 درجه سانتي گراد.

شكل (4)، تصاوير ريزساختاري نمونه هاي حاصل از شيشه هاي پانل و سودالايم به همراه 6 درصد وزني سيليكون كاربيد را نشان مي دهد كه در دماي 850 درجه سانتي گراد سينتر شدهاند.

آ
ب

آ

ب

شكل (4): تصوير SEM نمونههاي شيشه ي اسفنجي سينتر شده در دماي 850
درجه سانتي گراد و حاصل از 6 درصد سيليكون كاربيد به همراه: آ) شيشه هاي پانل تلويزيون هاي CRT و ب) شيشه هاي سودالايم.

هم انط ور ك ه مش اهده م ي ش ود نمون ه ه اي حاص ل از شيش ه سودالايم رفتاري متفاوت دارند، به اين معني كه با افزايش م يـزان سيليكون كاربيد در اين شيشه، ميزان تخلخل ها و ابعادشـان بسـيار كاهش يافته است و منجر بـه كـاهش درصـد تخلخـل و افـزايش استحكام شده است. با اين حال در نمونـه حاصـل از شيشـه پانـلعلاوه بر افزايش م يـزان تخلخـل هـا، بـه علـت توز يـع يكنواخـت آنها، نمونه حاصل داراي استحكام بسيار بالاتري است.

ب
آ

ب

آ

شكل (5): تصوير SEM نمونههاي شيشه ي اسفنجي سينتر شده در دماي 950 درجه سانتي گراد و حاصل از 4 درصد وزني سيليكون كاربيد به همراه:
آ) شيشه هاي پانل تلويزيون هاي CRT و ب) شيشه هاي سودالايم.

تص اوير 5 و 6، ريزس اختار نمون هه اي شيش ه ي اس فنجي ش امل شيشه هاي پانـل و شيشـه هـاي سـودالايم بـه همـراه 4 و 6 درصـد وزني سيليكون كاربيد را نشان مي دهنـد . ا يـن نمونـه هـا در دمـاي 950 درجه سانتي گراد سينتر شدهاند.

ب
آ



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید