بررسی اثر دمای تفجوشی بر ریزساختار، خواص مکانیکی و دی الکتریک سرامیکهای نیترید سیلیسیم تهیه شده به روش پرس داغ

سرامیک نیترید سیلیسیم مادهای با خواص مکانیکی، دی الکتریک و حرارتی عالی است که با دارا بودن چنین ویژگیهایی یکی از کاندیدهای اصلی جهت کاربرد در شرایط محیطی دما بالا است. در این پژوهش اثر دمای تفجوشی بر ریزساختار، خواص مکانیکی و دیالکتریک سرامیکهای نیترید سیلیسیم با افزودنی Y۲O۳ تهیه شده به روش پرس داغ در دماهای مختلف ۱۵۰۰، ۱۶۰۰، ۱۷۰۰ و ۱۸۰۰ C به مدت ۴h تحت فشار ۳۰ MPa بررسی شده است. از دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس به ترتیب جهت بررسی ریزساختار و آنالیز فازهای تشکیل شده استفاده شده است. طبق الگوی پراش حاصل از پرتو ایکس و رابطه گازارا-مسیر، در نمونه های سینتر شده در دمای ۱۶۰۰ C و ۱۷۰۰ C همه فاز آلفا به بتا تبدیل شده و در نمونه سینتر شده در دمای ۱۵۰۰ C، میزان تبدیل %۹۵/۴۵ بوده است. نتایج حاکی از آن است که افزایش دمای ت فجوشی از ۱۵۰۰ به ۱۸۰۰˚ C منجر به درشت تر شدن دانه های میلهای شکل و دستیابی به ریزساختار دوگانه شده و قطر متوسط دانه ها از ۰/۷ ʽm به ۱/۳۴ ʽm افزایش یافته است. میزان استحکام خمشی نمونه ها از رابطه هال - پچ تبعیت مینماید و نمونه سینتر شده در دمای ۱۵۰۰ C، با دارا بودن کمترین مقدار قطر متوسط ( (۰/۷ʽm در بین سایر نمونه ها، بیشترین مقدار استحکام خمشی ۵۳۰ MPa را به خود اختصاص داده است. با افزایش اندازه متوسط دانه ها و کاهش نسبت فازی / در اثر افزایش دمای تفجوشی، میانگین ثابت دی الکتریک و تانژانت اتلاف نمونه ها به ترتیب از ۴/۵ به ۹/۲ و از ۰/۰۹۹ به ۰/۲۲ افزایش یافته است.

Keywords:

پرس داغ , تف جوشی , خواص مکانیکی , دی الکتریک , ایتریا , نیترید سیلیسیم