Hideg izosztatikusan préselt és nyomás nélküli szinterezett szilícium-nitrid mikrostruktúrája és fázisösszetétele

Absztrakt

Hideg izosztatikus préseléssel és szabad szintereléssel előállított új Y2O3 és Al2O3-oxidokkal adalékolt szilícium-nitrid kerámiák mikrostruktúráját és fizikai tulajdonságait vizsgálták. Az előállított anyag fázisösszetételét szobahőmérsékleten és megemelt hőmérsékleten végzett röntgendiffrakcióval is tanulmányoztuk. Az elkészített kerámiák Si5AlON7 szemcsék mikrostruktúráját tartalmazzák finom szemcsés α-Si3N4-kel és kis mennyiségű Y2SiAlON5-tel. A leírt kerámia sok magas hőmérsékletű szerkezeti alkalmazás szempontjából vonzó a finomszemcsés szerkezet javított mechanikai tulajdonságokkal és kis súlyveszteséggel járó előnyös kombinációja miatt.

izosztatikusan

Háttér

A munka célja az új CIP-es és nyomás nélküli szinterezett szilícium-nitrid kerámiák Al2O3 és Y2O3 oxiddal való mikrostruktúrájának és fázisösszetételének vizsgálata.

Mód

Kiindulási porként kereskedelmi forgalomban levő a-Si3N4 port (Starck, M11 osztály), szinterelő adalékként Y2O3-t (B fokozat) és Al2O3-t (A 16 SG fokozat, Alcoa) használtunk. A porelegy 95 tömeg% α-Si3N4 porból és 15 tömeg% szinterelő adalékból állt (1. táblázat). A porelegyet attritormalomban 20 percig őröltük. Őrlés után a porelegyet hideg izosztatikusan téglalap alakú rudakig préselték 200 MPa nyomáson (EPSI CIP 400 B-9140 prés). A zöld testeket vákuumkemencében (Nabertherm VHT 8/22-GR) szinterelték 0,1 MPa nyomáson, nitrogénatmoszférában, 1650 ° C-on (1. táblázat). További részletek és tulajdonságok: [10–12]. Az 1. ábra a TEM által megfigyelt kezdeti kereskedelmi szilícium-nitrid por agglomerátumát mutatja.