چکیده

این مقاله به بررسی اساس مربوط به خواص مواد دما بالا می پردازد و تلاش دارد تا مواد سرامیکی جدیدی را معرفی کند که دارای خواص دما بالای خوبی هستند. تمرکز این مقاله بر روی سیستم های سرامیکی اکسیدی دوتایی یا منفرد است که دارای پتانسیل استفاده در صنعت هوافضا دارند. این سیستم ها در واقع، سرامیک های اکسیدی، دما بالا هستند که دارای پایداری شیمیایی بالایی هستند. در نهایت اکسیدهای بیان شده، مورد ارزیابی قرار گرفتند تا بدین صورت مشخص شود که کدام یک از آنها دارای رفتار استحاله ی دما بالای خوبی هستند. بر اساس تحقیقات گذشته، این فهمیده شده است که 4 ماده ی اکسیدی یعنی   دارای خواص دما بالای مناسبی هستند.

مقدمه

برای برطرف نمودن چالش در طراحی مواد جدید و دما بالا برای نیازهای هوافضای آینده، این ضروری است که تحقیقات علمی پایه ای بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی سرامیک ها، انجام شود. کشف استحاله های فازی جدید دارای کاربردهای بالقوه ای می باشد. برای مثال، مواد دما بالای با قابلیت اطمینان بالا برای نسل بعدی موتورهای هواپیما، مواد با قابلیت تحمل دمایی بالا برای فضانوردی و وسایل ورود مجدد به جو زمین، وسایل MEMS و سیستم های هوشمند و موتوررهای با کارایی بالا، می باشد. علاوه بر این، با تغییر علوم و حرکت به سمت نانوتکنولوژی، این مسئله ممکن است که اجزای موتور را با سرامیک هایی ساخت که ریزساختاری کنترل شده دارند. این سرامیک ها، دارای خواص مناسبی هستند. علاوه بر این، مواد ذکر شده دارای رفتار دقیقی هستند (هم انبساط گرمایی و هم رفتار استحاله ای).

محدودیت ها و دغدغه های مطالعه های پیشین

در گذشته، رفتار و خواص سرامیک ها، با استفاده از روشی اندازه گیری می شد که ضرورتاً مهندسی بوده است. برخی اوقات، سرامیک هایی را گزارش داده اند که در آنها، واکنش به صورت کامل انجام نشده است و برخی اوقات، فاز آمورف مرزدانه ای نیز در دان وجود داشته است. یک چنین کامپوزیت هایی، با استفاده از تفرق اشعه ی X، دیلاتومتری، آنالیزهای گرمایی (مانند روش های آنالیز ترموگراویمتری، TGA، کالوریمتری روبشی افتراقی (DSC)) و میکروسکوپ نوری، و بدون وجود اطلاعات در مورد ریزساختار، میزان و نحوه ی توزیع تخلخل و وجود یا عدم وجود میکروترک، مورد بررسی قرار گرفته اند. اخیراً انجام مطالعات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (SEM و TEM)، اطلاعات ارزنده ای در مورد ریزساختار این مواد (مانند اندازه ی ذره ی بحرانی، اثر اندازه ی دانه بر روی شروع استحاله و موارد دیگر) ارائه کرده است. استحاله های فازی و دیاگرام های فازی، اغلب بوسیله ی مطالعه های قدیمی بدست آمده اند. این دیاگرام ها با فرض این مسئله ترسیم شده اند که کوئنچ موجب ایجاد فازهای دما بالا شده است. این مسئله ضرورتاً بدین نحو نیست و ممکن است در موارد خاص، استحاله های جابجایی دارای انرژی های فعال سازی پایین هستند. نتایج متعددی در زمینه ی وجود فازهای شبه پایدار، نیز گزارش شده است.