질화규소는 내산화성, 내열충격, 기계적 강도 등의 이유로 고온 구조재료로 가장 흥미로운 기계구조용 재료 중의 하나이다. 그러나 질화규소는 강한 공유결합으로 인해 소결되어지기 어려우며 일반적으로 소결 조제(예 ; MgO, Y_(2)O_(3), Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3))를 첨가한 ...
질화규소는 내산화성, 내열충격, 기계적 강도 등의 이유로 고온 구조재료로 가장 흥미로운 기계구조용 재료 중의 하나이다. 그러나 질화규소는 강한 공유결합으로 인해 소결되어지기 어려우며 일반적으로 소결 조제(예 ; MgO, Y_(2)O_(3), Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3))를 첨가한 액상 소결을 통해서만 얻어진다. 이러한 소결 조제의 첨가된 종류와 양에 따라 기계적 및 화학적 성질들이 변하게 된다. 따라서, 조성과 소결 공정 조건에 따라, 비정상 성장된 침상형의 β상 질화규소의 입자들이 기계적 특성을 변하게 한다. 파괴 인성을 증가시키는 β상 질화규소의 입자들은 서로 연결된 네트웍 형태의 미세구조들을 때론 보이기도 하며 따라서, 큰 입자들이 만들어짐으로 인한 파괴인성의 증가는 보통 초기균열이 쉽게 진행되는 강도의 감소와 함께 관찰되어진다. 부가적으로, 강하고 치밀한 질화규소 세라믹을 얻기 위해서는 출발 원료 물질로 액상과 많은 α상을 함유한 질화규소가 필요하며, 상대적으로 비정상 성장된 질화규소가 상대적으로 높은 열전도도를 나타냈다. 우수한 내마모 특성의 질화규소의 미세구조 설계를 위하여, 기계적 및 열적 특성을 높이기 위하여 본 실험에서는 소결 조제로 Si_(3)N_(4)에 MgO와 AIN을 첨가하여 열적 및 기계적 특성을 향상시키려고 시도하였고 hot press와 SPS(Spark Plasma Sintering)의 두 소결 방법을 적용하였을 때 이에 따른 실험결과 및 고찰을 서술하였다.
질화규소는 내산화성, 내열충격, 기계적 강도 등의 이유로 고온 구조재료로 가장 흥미로운 기계구조용 재료 중의 하나이다. 그러나 질화규소는 강한 공유결합으로 인해 소결되어지기 어려우며 일반적으로 소결 조제(예 ; MgO, Y_(2)O_(3), Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3))를 첨가한 액상 소결을 통해서만 얻어진다. 이러한 소결 조제의 첨가된 종류와 양에 따라 기계적 및 화학적 성질들이 변하게 된다. 따라서, 조성과 소결 공정 조건에 따라, 비정상 성장된 침상형의 β상 질화규소의 입자들이 기계적 특성을 변하게 한다. 파괴 인성을 증가시키는 β상 질화규소의 입자들은 서로 연결된 네트웍 형태의 미세구조들을 때론 보이기도 하며 따라서, 큰 입자들이 만들어짐으로 인한 파괴인성의 증가는 보통 초기균열이 쉽게 진행되는 강도의 감소와 함께 관찰되어진다. 부가적으로, 강하고 치밀한 질화규소 세라믹을 얻기 위해서는 출발 원료 물질로 액상과 많은 α상을 함유한 질화규소가 필요하며, 상대적으로 비정상 성장된 질화규소가 상대적으로 높은 열전도도를 나타냈다. 우수한 내마모 특성의 질화규소의 미세구조 설계를 위하여, 기계적 및 열적 특성을 높이기 위하여 본 실험에서는 소결 조제로 Si_(3)N_(4)에 MgO와 AIN을 첨가하여 열적 및 기계적 특성을 향상시키려고 시도하였고 hot press와 SPS(Spark Plasma Sintering)의 두 소결 방법을 적용하였을 때 이에 따른 실험결과 및 고찰을 서술하였다.
Silicon nitride is one of the most attractive engineering materials for high-temperature applications because of its superior oxidation, thermal shock resistance and mechanical strength. Due to their strong covalent bonding, silicon nitride is difficult to sinter. Therefore, silicon nitride ceramics...
Silicon nitride is one of the most attractive engineering materials for high-temperature applications because of its superior oxidation, thermal shock resistance and mechanical strength. Due to their strong covalent bonding, silicon nitride is difficult to sinter. Therefore, silicon nitride ceramics are commonly made through liquid phase sintering by adding sintering additives such as MgO, Y_(2)O_(3), Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3). Properties of silicon nitride is changed physical and chemical depending on sintering additive and amount. Mechanical properties of silicon nitride with abnormal elongated β-silicon nitride are changed depending on component and sintering condition. Microstructure of b -phase silicon nitride for increasing fracture toughness is similar to network type linked grain to grain. So, increasing of fracture toughness of silicon nitride with bigger grain is observed with decreasing strength which makes rapid progress of initial crack. Additionally, we need more liquid phases and a phases in starting material to make tough and dense silicon nitride. Relatively abnormal elongated silicon nitride has more higher thermal conductivity. In this study, we added MgO and AIN as sintering additives to design microstructure for improving wear, mechanical and thermal properties and sintered by two different sintering methods such as hot press and SPS. We reported the result and discussion.
Silicon nitride is one of the most attractive engineering materials for high-temperature applications because of its superior oxidation, thermal shock resistance and mechanical strength. Due to their strong covalent bonding, silicon nitride is difficult to sinter. Therefore, silicon nitride ceramics are commonly made through liquid phase sintering by adding sintering additives such as MgO, Y_(2)O_(3), Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3). Properties of silicon nitride is changed physical and chemical depending on sintering additive and amount. Mechanical properties of silicon nitride with abnormal elongated β-silicon nitride are changed depending on component and sintering condition. Microstructure of b -phase silicon nitride for increasing fracture toughness is similar to network type linked grain to grain. So, increasing of fracture toughness of silicon nitride with bigger grain is observed with decreasing strength which makes rapid progress of initial crack. Additionally, we need more liquid phases and a phases in starting material to make tough and dense silicon nitride. Relatively abnormal elongated silicon nitride has more higher thermal conductivity. In this study, we added MgO and AIN as sintering additives to design microstructure for improving wear, mechanical and thermal properties and sintered by two different sintering methods such as hot press and SPS. We reported the result and discussion.
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