زینتر بدون فشار کامپوزیتهای رسانای الکتریکی پایه زیرکونیا و شکلدهی بدنه ی حاصل به روش ماشین کاری تخلیه ی الکتریکی (EDM)

به دلیل سختی بالای سرامیکهای زیرکونیایی، ماشینکاری و شکلدهی این مواد با دقت ابعادی بالا، فرایندی مشکل و هزینه بر است. یک راه مناسب، افزودن یک فاز ثانویه ی رسانا و سازگار با زیرکونیا و ایجاد هدایت الکتریکی لازم برای شکلدهی کامپوزیت حاصل توسط روش ماشینکاری تخلیه ی الکتریکی (EDM) است. بر همین اساس، در این پژوهش، کامپوزیتهای ۳Y-TZP/TiN با مقادیر حجمی ۰، ۲۵، ۳۵ و ۴۵ درصد فاز نیترید تیتانیوم، به روش مقرون به صرفه ی زینتر بدون فشار تهیه شدند. زینتر نمونه ها در دو دمای ۱۵۰۰ ℃ و ۱۶۰۰ ℃ تحت اتمسفر خلا و به مدت ۱ ساعت انجام شد. بیشترین مقدار سختی و چقرمگی شکست به ترتیب برابر با ۱۳/۷۰-۰/۱۱ GPa و ۵/۲۰-۰/۰۷ MPa.m۱/۲ و مربوط به نمونه ی حاوی ۳۵ درصد حجمی نیترید تیتانیوم زینتر شده در دمای ۱۶۰۰ ℃ با دانسیتهی نسبی ۹۷% بود. نتایج حاصل از اندازه گیری مقاومت توسط مقاومت سنج الکتریکی ۴ نقطه ای نشان میدهند که مقاومت الکتریکی کامپوزیتها با افزایش مقدار نیترید تیتانیوم کاهش یافته و در کامپوزیت حاوی ۴۵ درصد حجمی نیترید تیتانیوم به کمترین مقدار ۱/۷۱ ۱۰-۵ .m میرسد. طبق نتایج به-دست آمده و بررسی تصاویر ریزساختاری نمونه ها، بهنظر میرسد تغییر ماهیت الکتریکی کامپوزیتها در مقدار ۳۵ درصد حجمی نیترید تیتانیوم و بالاتر، بهعلت تشکیل یک شبکه ی رسانا از دانه های نیترید تیتانیوم باشد. در نهایت، به دلیل خواص مکانیکی مطلوب کامپوزیت حاوی ۳۵ درصد حجمی نیترید تیتانیوم و مقاومت الکتریکی پایین (۱/۱۱ ۱۰-۴ .m)، ماشین کاری تخلیه ی الکتریکی به روش وایرکات با ولتاژ ۱۳۰ ولت و جریان ۱ آمپر، با موفقیت روی آن انجام شد.