تفجوشی پلاسما جرقه ای سرامیک نیترید سیلیسیم شفاف به امواج الکترومغناطیس بااستحکام مکانیکی مناسب به کمک افزودنی اکسید ایتریم

یکی از بزرگترین چالشها در بحث تفجوشی سرامیکهای غیر اکسیدی بخصوص نیترید سیلیسیم، تفجوشی حالت جامد آن به دلیل کمبود نفوذ پیوندهای کووالانسی در بین ساختار و نرسیدن به چگالی مناسب در این سرامیک است. شفافیت بالا نسبت به امواج الکترومغناطیس، استحکام مکانیکی و سختی مناسب در این سرامیک تنها با رشد فاز بتا میلهای شکل حاصل میشود. تف-جوشی پلاسمای جرقه ای یکی از متداول ترین روشهای تفجوشی با استفاده از میدان الکتریکی است که میتوان قطعاتی چگال را در فشار پایین و زمان تف جوشی کوتاه تولید کرد، در این پژوهش به کمک افزودنی اکسید ایتریم، دمای تشکیل فاز مذاب کم و نرخرشد دانه های میله ای شکل بتا افزایش پیدا کرده است. در این پژوهش پودر نیترید سیلیسیم به همراه افزودنی اکسید ایتریم با درصدهای وزنی ۳، ۶ و ۹ پس از مخلوط سازی تحت فرایند تف جوشی پلاسمای جرقه ای در دماهای ۱۴۵۰، ۱۵۵۰ و ۱۶۵۰ درجه سانتیگراد قرار گرفته است. مطابق نتایج حاصل از پرتو اشعه ایکس، افزایش درصد وزنی افزودنی از ۳ به ۹ درصد وزنی و دمای تف-جوشی به ۱۶۵۰ درجه سانتیگراد منجر به کاهش دمای جوانه زنی و بهبود رشد دانه های فاز بتا شده است. همچنین بررسی ریزساختار، چگالی و فازهای تشکیل شده نشان داد که خواص مکانیکی (استحکام شکست ۵۵۱ مگاپاسکال و سختی ۱۶۰۰ ویکرز) و شفافیت نسبت به امواج الکترومغناطیسی (ثابت دی الکتریکی ۶ ۷ و تانژانت اتلاف (۰ ۰۰۰۲ مطلوب در این سرامیک مربوط به نمونه ۱۰ درصد وزنی اکسید ایتریم تف جوشی پلاسمای جرقه ای شده در دمای ۱۶۵۰ درجه سانتیگراد است.

Keywords:

تف جوشی پلاسمای جرقه ای , سرامیک نیترید سیلیسیم , ثابت دی الکتریکی , اکسید ایتریم.