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

O. A. Lukianova

Belgorodi Nemzeti Kutatási Egyetem, 85, Pobedy Str., 308015 Belgorod, Oroszország

nyomás

V. V. Kraszilnyikov

Belgorodi Nemzeti Kutatási Egyetem, 85, Pobedy Str., 308015 Belgorod, Oroszország

A. A. Parkhomenko

Ukrán Nemzeti Tudományos Akadémia Hidrobiológiai Intézete, 2, Geroyev Stalingrada ave., 04210 Kijev, Ukrajna

V. V. Sirota

Belgorodi Nemzeti Kutatási Egyetem, 85, Pobedy Str., 308015 Belgorod, Oroszország

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 számára vonzó a finom szemcsés szerkezet javított mechanikai tulajdonságokkal és kis súlyveszteséggel járó előnyös kombinációja miatt.

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.

Asztal 1

A kiindulási anyagok kémiai összetétele és fizikai tulajdonságai