SEM and TEM studies of Β-SiC nano-whiskers microstructures produced at different temperatures

• Autorzy: Fallahian S.R. , Karamian, E. , Monshi, A

Warianty tytułu

PL

Badania SEM i TEM mikrostruktury nanowiskerów Β-sic wytworzonych w różnych temperaturach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

SiC whisker is excellent regarding characteristics such as specific strength, specific modules, heat resistance, chemical stability etc., and it is useful as a composite reinforcing material. Β-SiC whiskers were synthesized by the VLS mechanism and using an iron catalyst at different temperatures. This process was done by the carbothermal reaction of Si and C at 1100, 1400 and 1500oC. SEM and TEM observations of the samples from the temperatures of 1400oC and 1500oC show that the Β-SiC nano-whiskers in these samples are created and they are growing. In fact, the driving force is enough at these temperatures for nucleation and growth of the Β-SiC whiskers. At the temperature of 1100oC, the nucleation of the Β-SiC nano-whiskers was observed but they did not fully grow. It shows that the driving force is not enough at this temperature. So, to form the Β-SiC nano-whiskers in this process, temperature is very important. EDX analysis on nucleation areas of the whiskers (bulges) by SEM and TEM confirms the presence of Fe (iron), Si and C. In the other word, it proves the in-situ formation of SiC nano-whiskers by the VLS mechanism and using the iron catalyst.

PL

Wisker SiC jest doskonały pod względem charakterystyk takich jak wytrzymałość właściwa, moduły właściwe, wysoka odporność, stabilność chemiczna, itd., i użyteczny jest jako materiał wzmacniający kompozyty. Wiskery Β-SiC syntezowano w różnych temperaturach mechanizmem VLS i przy użyciu katalizatora Fe. Proces ten przeprowadzono drogą karbotermicznej reakcji Si i C w 1100, 1400 i 1500oC. Obserwacje SEM i TEM próbek z temperatur 1400oC i 1500oC pokazują, że powstają i rosną nanowiskery Β-SiC tych próbek. Faktycznie, siła napędowa jest wystarczająca w tych temperaturach do zarodkowania i wzrostu wiskerów Β-SiC. W temperaturze 1100oC, obserwowano zarodkowanie nanowiskerów Β-SiC, ale zarodki nie rosły całkowicie. Pokazuje to, że siła napędowa była niewystarczająca w tej temperaturze. A zatem, temperatura jest bardzo ważna, aby wytworzyć nanowiskery Β-SiC w tym procesie. Analiza EDX w obszarach zarodkowania wiskerów (wypukłości) w SEM i TEM potwierdza obecność żelaza, Si i C. Innymi słowy, dowodzi to tworzenia się in situ nanowiskerów SiC mechanizmem VLS w obecności katalizatora Fe.

Słowa kluczowe

PL

nanowiskery SiC; proces VLS; metoda karbotermiczna; SEM; TEM

EN

SiC nano-whiskers; VLS process; carbothermal method; SEM; TEM

• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 2
• Strony: 256-260
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Fallahian S.R.

autor

Karamian, E.

autor

Monshi, A

• Islamic Azad University, Majlesi Branch, P.O. Box: 86315/111, Esfahan, Iran,

Bibliografia

• [1] Barinov S.M., Krylov A.V., Shevchenko V.Ya., Dusza J., Rudnajova É., Grigor’ev O.N., Orlovskaya N.A.: „Effect of the size SiC whisker on the toughness of Alumina based composite materials”, Refractories and Industrial Ceramics, 34, 3-4, (1997), 96-99.
• [2] In Situ Production of Silicon Carbide Reinforced Ceramic Composites, WO/1991/004234, 1991.
• [3] Fu Y., Gu Y.W., Du H.: „SiC whisker toughened Al2O3-(Ti,W)C ceramic matrix composites”, School of Mechanical and Production Engineering, Nanyang Technological University, Singapore, 639798, Singapore(2001).
• [4] Kelley W.H.II, Thermal Shock Resistance of Mullite-Based SiC Whisker Composites, Air Force Inst. of Tech. Wright-Patterson School of Engineering (1986).