جلیل پوراسد - دانشجوی دکترای مواد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، لویزان، تهران
ناصر احسانی - استاد تمام، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، لویزان، تهران
سیدعلی خلیفه سلطانی - دانشجوی دکترای مواد، مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، لویزان، تهران

با توجه به آن که مواد کربنی از جمله گرافیت به طور گسترده در ساختارهای دمای بالا مورد استفاده قرار گرفته اند؛ اما مشکل اصلی آن ها، شروع اکسیداسیون از دمای حدود °C۴۰۰ در محیط اکسیدی می باشد، بهترین روش برای تقویت مقاومت به اکسیداسیون گرافیت، استفاده از کاربید سیلیسیم با ساختار تدریجی است که به دلیل پایداری حرارتی مناسب و تطابق فیزیکی، شیمیایی و ضریب انبساط حرارتی مناسب با زیرلایه کربنی کاربرد گسترده ای یافته است. در پژوهش حاضر به دلیل مزایایی نظیر هزینه کم تر، سهولت بکارگیری و قابلیت صنعتی سازی، روش سمانتاسیون بسته ای در دمای °C۱۶۰۰ برای تشکیل پوشش SiC تدریجی بکار گرفته شد. آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان می دهد که پوشش حاصل به صورت تدریجی تشکیل یافته و شامل فاز α-SiC و β-SiC با تراکم مناسب می باشد. مکانیزم تشکیل پوشش SiC بر گرافیت با آنالیز ترمودینامیکی و محاسبات تعادل شیمیایی حاصل از نرم افزار HSC Chemistry ۶.۰ تشریح می شود. مکانیزم مسیر واکنشی نشان می دهد، در مراحل ابتدایی واکنش، فازهای گازی SiO و CO طی واکنش Al۲O۳ با Si و C تشکیل شده و دو واکنش Si+CàSiC و SiO(g)+۲CàSiC+CO(g) به عنوان واکنش های اصلی تشکیل پوشش معرفی می شوند. نتایج نشان می دهد که ترکیب مواد اولیه در روش سمانتاسیون بسته ای تاثیر زیادی بر ساختار پوشش کاربیدسیلیسیم ندارد و در نهایت نتایج تجربی، نتایج حاصل از شبیه سازی را تایید می کند. در واقع، پژوهش حاضر روشی را برای تحلیل و شبیه سازی واکنش های سمانتاسیون بسته ای با نرم افزار ترمودینامیکی HSC Chemistry  ارائه می دهد و در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی تایید شد.

گرافیت, کاربید سیلیسیم, مکانیزم تشکیل, نرم افزار HSC Chemistry, سمانتاسیون بسته ای