بهینه سازی خواص مکانیکی و دی الکتریک بوسیله کنترل تراکم پذیری و ریزساختار در سرامیک های نیترید سیلیسیم تهیه شده به روش پرس داغ

سرامیک های نیترید سیلیسیم موادی با خواص مکانیکی، دی الکتریک و حرارتی عالی هستند که با دارا بودن چنین ویژگی هایی یکی از کاندیدهای اصلی جهت کاربرد در شرایط محیطی دما بالا است. در این پژوهش اثر دمای تف جوشی بر کنترل ریزساختار و تراکم پذیری و بهینه سازی خواص مکانیکی و دی الکتریک سرامیک های نیترید سیلیسیم تهیه شده به روش پرس داغ در دماهای مختلف ۱۵۰۰، ۱۶۰۰، ۱۷۰۰ و ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد 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 و۱۷۰۰ درجه سانتیگراد همه فاز آلفا به بتا تبدیل شده و در نمونه سینتر شده در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد میزان تبدیل ۹۵.۴۵% بوده است. نتایج حاکی از آن است که افزایش دمای تف جوشی از۱۵۰۰ به ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد منجر به درشت تر شدن دانه های میله ای شکل و دستیابی به ریزساختار دوگانه شده و قطر متوسط دانه ها از ۰.۷ میکرومتر به ۱.۳۴ میکرومتر افزایش یافته است. نمونه سینتر شده در دمای ۱۵۰۰درجه سانتیگراد با دارا بودن کمترین مقدار قطر متوسط ( ۰.۷ میکرومتر) در بین سایر نمونه ها، بیشترین مقدار استحکام خمشی ۹.۵ ± ۵۵۰ مگاپاسکال را به خود اختصاص داده است. با افزایش اندازه متوسط دانه ها و کاهش نسبت فازی α/β در اثر افزایش دمای تف جوشی، 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.

کلیدواژه ها:

پرس داغ ، تف جوشی ، خواص مکانیکی ، دی الکتریک ، نیتریدسیلیسیم