Bor içerikli seramik malzemelerin yüksek sıcaklık korozyon davranışlarının incelenmesi

Bu çalışmada, bor içerikli üç bileşiğin (titanyum diborür, zirkonyum diborür ve bor karbür) yüksek sıcaklık oksidasyon davranışları incelenmiştir. Oksidasyon çalışmaları 300 ve 1200 Celcius derece arasındaki sıcaklıklarda çoğunlukla hava ortamında yapılmıştır. Bunlara ek olarak, bor içerikli malzemelerin iki uygulaması da incelenmiştir.Titanyum diborür ve zirkonyum diborür numunelerinin yüzeylerinde yüksek sıcaklıklarda, titanyum dioksit ve zirkonyum dioksit koruyucu katı oksitlerin oluştuğu gözlenmiştir. Bu iki borürün ağırlık artışları, sıcaklığa ve oksidasyon zamanına göre değişmiştir. Bor karbür katı oksidasyon ürünü oluşturamadığından, bu bileşiğin yüksek sıcaklık oksidasyon davranışı, bu çalışmadaki deney sıcaklıklarında ergiyen sıvı bor oksit fazının oluşumu ve buharlaşması ile kontrol edilmiştir. Oksitlenmiş borür tozlarının topaklaşması ve bor karbür numunelerinin hava su buharı ortamlarında uzun süren oksidasyon deneylerinden sonra ki ağırlık azalmaları, bu sıvı fazın varlığını işaret etmektedir. Oluşan katı, sıvı ve gaz oksidasyon ürünleri de, borürlerin oksidasyonunun kinetiğini etkilemiştir.Bor içerikli malzemelerin bir uygulaması olarak, vakum ark ergitme metodu kullanarak titanyum diborür bazlı kompozit malzeme üretimi çalışılmıştır. Deneyler, bu metodu kullanarak kütlesel ürünlerin üretiminin zor olduğunu göstermiştir. Bununla beraber, bu proses malzeme yüzeylerini iyileştirmek için kullanılabilir. Diğer bir uygulamada, termokimyasal olarak oluşturulan demir borür tabakasının, 800 Celcius derecede camsı fazlar da içeren oksidasyon ürünleri oluşturarak çelik altlığın oksidasyon direncini artırdığı gözlenmiştir.