محقق دانشگاه صنعتی مالک اشتر با حمایت سازمان هوافضا موفق به بهینه‌سازی خواص مکانیکی یک نوع سرامیک دما بالا شده است. این نوع سرامیک‌ها در صنایع حساسی مانند هوافضا و دفاع کاربرد گسترده دارند. تولید این مواد نانوکامپوزیتی در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است.
بهبود خواص سرامیکهای دمابالا با سبوس برنج!
مواد مرکب زمینه سرامیکی، دسته‌ای از مواد هستند که فاز دوم به‌منظور تغییر خواص زمینه یا فاز تقویت‌کننده به آن‌ها افزوده می‌شود. در مواد مرکب، خصوصیات زمینه و فاز تقویت‌کننده با هم ترکیب می شود تا خواص جدید و متفاوتی ایجاد کند. سرامیکهای مهندسی دمابالا به آن دسته از سرامیک‌ها گفته می‌شود که قابلیت استفاده در دمای متوسط تا دماهای بالا، (بیش از۲۰۰۰ درجه سانتی گراد) تنش‌های کم تا زیاد و محیط‌های به‌شدت اکسیدکننده و خورنده را داشته باشند. در این میان، آن دسته از سرامیک‌هایی که دمای ذوب بیش از ۳۰۰۰ درجه سانتی گراد داشته باشند، به‌عنوان سرامیکهای فوق دمابالا شناخته می‌شوند.
مهندس بلال جاهد ضمن اشاره به خواص مناسب حرارتی و مکانیکی دی بورید زیرکونیوم به بیان اهداف دنبال شده در این طرح پرداخت و گفت: «دی بورید زیرکونیوم خواص مناسبی از نظر حرارتی، مکانیکی و نقطه ذوب دارد. ضمناً این ماده‌ی سرامیکی دارای استحکام گرم و مقاومت بالا در برابر محیط‌های خورنده است؛ بنابراین ماده‌ی مناسبی برای بسیاری از کاربردهای سازه‌ای دمابالا است. یکی از معایب این ماده که کاربرد آن‌ها را با محدودیت مواجه کرده است، پایین بودن استحکام و چقرمگی شکست آن است که در این پژوهش سعی شده است با افزودن یک فاز ثانویه‌ی مناسب، خصوصیات مذکور بهبود داده شود.»
این محقق ادامه داد: «با توجه به اینکه فاز ثانویه این سرامیک کامپوزیتی، یعنی نانو ویسکر و نانوذرات کاربید سیلیکون از سبوس برنج گرفته شده است، بنابراین تولید این سرامیک مهندسی با هزینه و آلودگی زیست‌محیطی کمتری انجام خواهد شد. به‌علاوه افزودن نانو ویسکرهای کاربید سیلیکون موجب بهبود چقرمگی و استحکام شکست این سرامیک پرکاربرد خواهد شد.»
جاهد در رابطه با مراحل انجام این طرح گفت: «در مرحله‌ی اول نانو ویسکر و نانوذرات از سبوس برنج سنتز شده و سپس سنتز آن‌ها توسط آزمون‌های XRD و XRF و همچنین میکروسکوپ الکترونی بررسی و تأیید شد. در مرحله‌ی بعد نانو ویسکر و نانو ذرات با درصدهای متفاوت به زمینه‌ی بورید زیرکونیوم اضافه شده و نانوکامپوزیت تولید شده پرس و پیرولیز و زینتر شد. در نهایت خواص قطعات تولید شده از نانوکامپوزیت حاصل، از جمله دانسیته نسبی، سختی ویسکر (ویکرز) و چقرمگی شکست، مورد ارزیابی قرار گرفت.»
این طرح در قالب پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد بلال جاهد و با راهنمایی دکتر مهری مشهدی از دانشگاه علم و صنعت (دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران) ایران و با همکاری سازمان هوا فضا انجام شده است. این پایان‌نامه تحت عنوان پایان‌نامه‌ی مورد نیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه‌ی توسعه‌‌ی فناوری نانو نیز رسیده است. آیین‌نامه‌ی حمایت از پایان‌نامه‌های مورد نیاز صنعت در سایت www.nano.ir/hrdc موجود است.
