تولید کاربید زیرکونیم

زیرکونیوم کاربید را می توان به روش های مختلفی تهیه کرد. یک روش واکنش کاربوترمی زیرکونیا توسط گرافیت است که منجر به تولید پودر آن می گردد. سپس با پختن پودر ZrC در دمای بالاتر از 2000 درجه سانتیگراد می توان نوع متراکم این ماده را تولید کرد.فشار داغ کاربید زیرکونیوم می تواند درجه حرارت پخت را پایین آورده و در نتیجه به تولید ZrC با دانه های کاملاً متراکم کمک می کند. از پخت پلاسمائی جرقه ای نیز برای تولید نوع کاملاً متراکم این ماده استفاده شده است.

کاربید زیرکونیوم همچنین می تواند از طریق فرآوری مبتنی بر محلول ساخته شود که با استفاده از ریفلاکس اکسید فلز با استیل استون حاصل می شود. روش دیگر ساخت رسوب بخار شیمیایی است که در آن، با گرم کردن اسفنج زیرکونیوم و تجزیه گاز هالید، زیرکونیم کاربید به دست می آید.

مقاومت ضعیف در برابر اکسیداسیون بیش از 800 درجه سانتیگراد، کاربردهای کاربید زیرکونیوم را محدود می کند. یکی از راه های بهبود مقاومت در برابر اکسیداسیون، ساخت کامپوزیت است.کامپوزیت های مهم پیشنهادی کامپوزیت ZrC-ZrB2 و ZrC-ZrB2-SiC هستند. این کامپوزیت ها می توانند تا دمای 1800 درجه سانتیگراد کار کنند. روش دیگر برای بهبود این کار استفاده از ماده دیگری به عنوان لایه مانع، مانند ذرات سوخت TRISO می باشد.

در سال 2020 مقاله ای با عنوان بالا در مجله nature منتشر شده است. در چکیده این کار آمده است که وابستگی خواص ترمومکانیکی پیشرفته کاربید زیرکونیم با خلوص نمونه و استوکیومتری هنوز به دلیل اختلاف در تحقیقات انجام شده تا کنون قابل درک نیست!

محققان اخیراً یک رابطه خطی بین نسبت اتمی کربن به زیرکونیوم (C / Zr) و پارامتر شبکه را گزارش کرده اند، در مقابل با یک رابطه ثابت تر که نشان می دهد مقدار پارامتر شبکه به حداکثر مقدار در C / Zr ~ 0.83 می رسد.در این مطالعه، رابطه بین نسبت اتمی C / Zr و پارامتر شبکه به طور انتقادی ارزیابی می شود: مشخص شده است که مطالعات اخیر گزارشگر خواص ترموفیزیکی ZrCx به طور ناخواسته نمونه های حاوی اکسید کربن زیرکونیوم تولید و مشخص شده است.

برای جلوگیری از چنین خصوصیات غلطی از خصوصیات گرمابی فیزیکی ZrCx در آینده، ما یک روش برای اندازه گیری دقیق استوکیومتری ZrCx با استفاده از سه تکنیک آزمایشی مستقل یعنی تجزیه و تحلیل عنصری، حرارتی و طیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته ای پیشنهاد شده است.