ساخت بتاسیالون به صورت درجا به روش تف جوشی معمولی و بررسی اثر افزودن ایتریا و منیزیا بر خواص مکانیکی آن

سرامیک مهندسی سیالون با خواص مکانیکی و حرارتی برجسته ای که دارد در سالهای اخیر مورد توجه برای ساخت قطعات پیشرفته بوده است. خواص مکانیکی در این سرامیک متناسب با ساختار آن بوده و ترکیب اولیه نقش بسزایی در تعیین آن دارد. در این تحقیق ترکیب اولیه در سیستم Si-Al-O-N متناسب با ساختار فازی بتاسیالون، از نیتریدسیلیسیم، نیترید آلومینیم و آلومینا به همراه افزودنی منیزیا و ایتریا به نسبت مختلف اضافه بر استوکیومتری انتخاب شد. پس از آسیاکاری، قرص خام به روش فشار هم محور ساخته و تف جوشی در دمای ۱۷۵۰ و اتمسفر نیتروژن ( حداکثر ۵ بار) انجام شد. محاسبه چگالی به روش ارشمیدس، ارزیابی ساختار با آزمون الگوی پراش (XRD) و بررسی خواص مکانیکی با آزمون استحکام خمشی سه نقطه-ای و میکرو سختی انجام شد. در تمامی نمونه ها انقباض به خوبی انجام شده و مقادیر چگالی بیش از ۳gr/cm۳ بدست آمد. درصد تخلخل ظاهری بسیار پایین و جذب آب به صفر میل کرد. افزایش نسبت افزودنی اضافی ایتریا از ۳ به ۷ درصد وزنی و همچنین جایگزینی ایتریا با منیزیا در محدوده ۳ درصد وزنی، اگرچه سبب افزایش نسبت اکسیژن به نیتروژن میشود ولی بر چگالش اثر محسوسی نداشت و سختی نیز افت کرد. بیشترین سختی ۱۸۲۰ HV مربوط به نمونه با کمترین مقدار افزودنی بدست آمد. استحکام خمشی نمونه ها در بازه (۲۴۸ -۳۲۱ MPa) حاصل شد.

کلیدواژه ها:

سیالون ، خواص مکانیکی ، نیتریدسیلیسیم