Właściwości mechaniczne azotku krzemu (Si3N4) spiekanego w warunkach ciśnienia izostatycznego oraz spiekanego swobodnie – analiza porównawcza

• Autorzy: Oziębło A. , Perkowski K. , Witosławska I. , Gizowska M. , Osuchowski M. , Witek A.

Warianty tytułu

EN

Mechanical properties of silicon nitride (Si₃N₄) submitted to Hot Isostatic Pressing and pressureless sintering process – comparative analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zbadano wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne materiałów otrzymanych z komercyjnie dostępnego azotku krzemu (Si₃N₄). Próbki azotkowe formowane metodą prasowania izostatycznego spiekano swobodnie w atmosferze azotu, następnie część próbek została poddana spiekaniu w warunkach ciśnienia izostatycznego (HIP). Dla obu serii próbek, różniących się procesem spiekania określono: gęstość pozorną, wytrzymałość na zginanie, twardość oraz krytyczny współczynnik intensywności naprężeń. Na podstawie otrzymanych wyników badań przeprowadzono analizę porównawczą materiałów uzyskanych w różnych procesach technologicznych i określono wpływ rodzaju spiekania na właściwości materiału.

EN

In the presented paper mechanical properties of silicon nitride (Si₃N₄) material were studied. Silicon nitride samples were obtained from commercially available powder. Two paths of ceramic manufacturing were applied to obtain fully densified bodies. All of the samples were sintered in nitrogen in atmospheric pressure. Part of the samples were additionally subjected to Hot Isostatic Pressing (HIP). Apparent density, bending strength, Vickers hardness and fracture toughness were measured for the two set of samples, which differed in preparation path. The results were analyzed in order to estimate the influence of pressure assisted post-sintering (HIP process) on the microstructure and mechanical properties of silicon nitride material.

Słowa kluczowe

PL

azotek krzemu; spiekanie izostatyczne na gorąco; odporność na pękanie

EN

silicon nitride; hot isostatic pressing; fracture toughness

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 65, nr 1
• Strony: 13--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Oziębło A.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Zakład Nanotechnologii

autor

Perkowski K.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Zakład Nanotechnologii

autor

Witosławska I.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Zakład Nanotechnologii

autor

Gizowska M.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Zakład Nanotechnologii

autor

Osuchowski M.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Zakład Nanotechnologii

autor

Witek A.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Zakład Nanotechnologii

Bibliografia

• [1] http://www.ceramtec.com/ceramic-materials/silicon-nitride/.
• [2] http://global.kyocera.com/fcworld/charact/heat/thermalcond.html.
• [3] Niihara K., Morena R., Hasselman D.P.H.: Evaluation of KIC of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios. Journal of Material Science Letters 1982, 1, 13-16.
• [4] Berroth K.: Silicon Nitride Ceramics for Structural Components in Aviation and Space. Ceramic Forum International. 11-12/2012 17-20.
• [5] Becher P.F. et al.: Microstructural Design of Silicon Nitride with Improved Fracture Toughness: I, Effects of rain Size and Shape, Journal of American Ceramic Society, 81 (1998) 2821–2830.
• [6] Pędzich Z. et al.: Twardość Vickersa i odporność na kruche pękanie wybranych kompozytów ceramicznych. Kompozyty (Composites) 3 (2003), 296-300.