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SiCウィスカ-分散Si_3N_4複合セラミックスの強度と焼結助剤との関係

SiC晶须分散Si_3N_4复合陶瓷强度与助烧剂的关系

基本信息

批准号：
02229207
负责人：
林宏爾
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

エンジニアリング・セラミックスの一つであるSi_3N_4の強度・靭性の改良法の一つとしてSiCウィスカ-(SiC(w))の分散法が試みられている。本研究では、従来の報文において一般に留意されていない諸因子、すなわち、(1)焼結助剤の種類や量、(2)マトリックスのSi_3N_4粒の形状・寸法、(3)破壊の起源の寸法、(4)SiCの成分そのものの影響を考慮して、SiC(w)/Si_3N_4ーY_2O_3ー6mol%Al_2O_3複合セラミックスホットプレス体の抗折力とK_<IC>などに及ぼすY_2O_3量の影響を調べ、以下の諸結果を得た。(1)20vol%SiC(w)添加試料の抗折力とK_<IC>は無添加試料と同様にいずれも約8mol%Y_2O_3で最大となった。また、Y_2O_3量8mol%一定の下では無篩分SiC(w)添加試料の抗折力は約5vol%程度の少量添加でかなり低下し、K_<IC>は5ー10vol%まで逆に上昇し、それ以上の量ではいずれもほとんど変化しなかった。(2)8mol%Y_2O_3での粒界相は、SiC(w)添加により変化せず、5Y_2O_3・Si_3N_4・Al_2O_3であった。βーSi_3N_4針状粒の寸法は、SiC(w)添加によりほとんど変化せず、いずれの試料でも8mol%で最大となった。また抗折力は、各試料とも他報文の値に比べてかなり大または同等であったが、それにもかかわらず破壊の起源となった欠陥は、最大50ー190μmのSi_3N_4凝集体またはSiC(w)凝集体であり、その寸法はSiC(w)添加によって増大した。(3)以上により、SiC(w)/Si_3N_4複合セラミックスの抗折力とK_<IC>が8mol%Y_2O_3で最大となッたのはβーSi_3N_4針状粒が最大となったことに主として起因し、粒界相が上記のものとなったことも一因と考えられた。そして、SiC(w)添加によるK_<IC>の上昇は少なくともマトリックスのSi_3N_4粒の晶型、形状や粒界相とほとんど関係ないと見なせた。

The strength and toughness of Si_3N_4 were improved by dispersion method of SiC-(SiC(w)). In this study, we pay attention to various factors, such as: (1) the type and amount of sintering aids,(2) the shape and size of Si_3N_4 particles,(3) the origin of SiC particles,(4) the influence of SiC composition, and the influence of SiC(w)/Si_3N_4-Y_2O_3 6mol% Al_2O_3 composite on the bending resistance of Si_3N_4 <IC>particles. (1) The flexural strength of 20vol% SiC (w) doped <IC>sample is about 8mol% Y2O3, and the maximum flexural strength of 20vol% SiC (w) doped sample is about 8mol% Y2O3. The flexural strength of SiC(w) added to the sample was about 5vol% when the amount of Y_2O_3 was 8 mol %. However, when the amount of Y_2O_3 was more than 5 mol %, the flexural strength of SiC (w) <IC>added to the sample was about 10vol%. (2)8mol%Y_2O_3, Si_3N_4, Al_2O_3 and SiC(w) addition. The size of β Si_3N_4 needle-like particles is equal to SiC(w). The bending resistance of Si_3N_4 aggregates with a maximum size of 50 - 190μm and SiC(w) aggregates with a maximum size of 50 - 190μm increases with the addition of SiC(w). (3)Si_3N_4 composite has the highest bending resistance K_<IC>g 8mol % Y_2O_3 and the highest bending resistance K_g 8mol % Si_3N_4 needle-like particles. Si_3N_4 <IC>grain crystal type, shape, grain boundary and phase relationship.