ساخت سرامیک آلومینا و کامپوزیت آلومینا – زیرکونیا به روش ریخته گری ژله ای با استفاده از زیرکونیای پایدارشده با ایتریا

ریخته­ گری ژله­ای به عنوان روشی نوین و بهینه و آسان در ساخت سرامیک، با قابلیت شکل­دهی سرامیک به اشکال پیچیده در سال­های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. این روش ترکیبی از شیمی پلیمر و فرآیند ریخته­گری دوغابی است که در آن دوغاب غلیظی از پودر سرامیک و مونومرهای آلی داخل قالب ریخته شده و با گرفتن شکل قالب به خود، درجا به پلیمر تبدیل می­شود. پژوهش­های زیادی در رابطه با رئولوژی دوغاب­های استفاده شده در روش ریخته­گری ژله­ای انجام یافته است اما نتایج چندانی در رابطه با خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت­های­ آلومینا-زیرکونیای ساخته شده با این روش وجود ندارد. در این پژوهش نمونه­ سرامیک آلومینا (A۱۰۰) با میزان ۴۵% حجمی پودر آلومینا در دوغاب و  نمونه کامپوزیت آلومینا – زیرکونیا (A۹۰-Z۱۰) با میزان ۴۵% حجمی از مخلوط پودرهای سرامیکی در دوغاب، که این میزان پودر مخلوط شامل ۹۰% حجمی آلومینا و ۱۰% حجمی زیرکونیای پایدار شده با ایتریا است، با استفاده از روش ریخته­گری ژله­ای ساخته شدند و نهایتا قطعات در دمای ˚C۱۶۵۰ تف­جوشی شدند. نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس حضور فاز تتراگونال زیرکونیا را در کامپوزیت آلومینا – زیرکونیا تایید کرده است. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی ساختار یکنواختی را برای دو نمونه ساخته شده A۱۰۰ و A۹۰-Z۱۰ نشان می­دهد و برای نمونه A۹۰-Z۱۰ بیانگر توزیع نسبتا یکنواخت ذرات زیرکونیا در زمینه آلومینا است. نتایج حاصل از خواص فیزیکی نشان داد که می­توان با روش ریخته­گری ژله­ای به میزان چگالی نسبی مطلوبی برای ساخت کامپوزیت آلومینا – زیرکونیا (۷/۸۹%) دست یافت. نتایج حاصل از خواص مکانیکی نشان داد که با افزودن تقویت­کننده زیرکونیا به قطعات آلومینایی، استحکام خمشی و چقرمگی قطعه کامپوزیت (A۹۰-Z۱۰) در برابر قطعه آلومینای خالص (A۱۰۰) به ترتیب در حدود ۲۷/۱۳% و ۹۴/۲۸% افزایش داشته است. از طرفی سختی قطعه کامپوزیت نسبت به قطعه آلومینای خالص به میزان ۷/۹% کاهش داشته است.