Air atmosphere sintering successfully applied for Si3N4 ceramics at 1550oC by using double crucible set up. Low weight loss values showed that this set up eliminated oxidation risk. Both sintering time and type of starting Si3N4 powder affected final properties of samples. Sintered densities reached to 3.04 and 2.86 g/cm3 at 3 h for Ube and SicoNide sources, respectively. Around 10 wt. % of beta-Si3N4 is existing in SicoNide powder according to XRD analysis. FTIR study also proved the presence of this phase. This directly retards densification owing to lower reactivity of beta-phase compare to alpha. The major phase formed was beta-Si3N4 with minor amount of alpha-Si3N4 and Si2N2O. Large beta grains were also observed by SEM images from both samples sintered at 3 h. Besides density, dielectric constant, hardness and fracture toughness values quite encouraging for possible applications as substrate in circuits and biomedical materials of air sintered Si3N4 ceramics.
-
Hava atmosferinde sinterleme, Si3N4 seramikleri için çift pota düzeneği kullanılarak 1550oC’de başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Düşük ağırlık kayıpları düzeneğin, oksidasyon riskini ortadan kaldırdığını göstermiştir. Sinterleme süresinin ve Si3N4 başlangıç toz türünün numunelerin nihai özelliklerini doğrudan etkilemiştir. Ube ve SicoNide tozu için sinterlenmiş yoğunluklar 3 saat sonunda sırasıyla 3.04 ve 2.86 g/cm3 olarak elde edilmiştir. XRD analizi SicoNide tozunun ağırlıkça % 10 civarında beta-Si3N4 içerdiğini göstermiştir. FTIR çalışması da bu fazın varlığını desteklemektedir. Beta fazının alfa’ya kıyasla daha düşük reaktiviteye sahip olması nedeniyle yoğunlaşma gecikmiştir. Ana faz beta-Si3N4, alfa-Si3N4 ve Si2N2O ikincil fazlar olarak oluşmuştur. Büyük alfa taneleri yapılan SEM analizi ile 3 saat sinterlenen her iki numune gözlemlenmiştir. Yoğunluk haricinde dielektrik sabit, sertlik ve kırılma tokluğu değerleri havada sinterlenen Si3N4 seramiklerinin devre altılığı ve biyomedikal malzeme uygulamaları için umut vericidir.
-
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Ceramics in Materials Engineering |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Project Number | - |
Early Pub Date | July 23, 2024 |
Publication Date | August 20, 2024 |
Submission Date | January 25, 2024 |
Acceptance Date | June 9, 2024 |
Published in Issue | Year 2024 Volume: 24 Issue: 4 |