Свободное спекание и свойства нанодисперсной системы Si₃N₄—Y₂O₃—Al₂O₃

Abstract

Приведены результаты исследований процесса свободного спекания, микроструктуры и свойств высокоплотных Si₃N₄-материалов, полученных из нанодисперсных порошков композиционного состава Si₃N₄—Y₂O₃—Al₂O₃. Показано, что эти самоармированные материалы с низким содержанием стеклофазы обладают прочностью Rbm, превышающей 700 МПа, и трещиностойкостью K1с в 5,0 МПа⋅м¹/², а применение предварительной газотермической обработки исходных композиций даёт возможность повысить их прочностные свойства за счёт увеличения однородности микроструктуры и количественной доли анизометричных зёрен Si₃N₄ в материале.

Наведено результати досліджень процесу вільного спікання, мікроструктури та властивостей високощільних Si₃N₄-матеріялів, одержаних з нанодисперсних порошків композиційного складу Si₃N₄—Y₂O₃—Al₂O₃. Показано, що ці самоармовані матеріяли з низьким вмістом склофази мають міцність Rbm, яка перевищує 700 МПа, і тріщиностійкість K1с у 5,0 МПа⋅м¹/², а застосування попереднього газотермічного оброблення вихідних композицій дає можливість підвищити їх міцність за рахунок підвищення однорідности мікроструктури та кількости анізометричних зерен Si₃N₄ у матеріялі.

The results of investigation of the pressureless sintering, microstructure and properties of high-density Si₃N₄-based materials fabricated from nanodispersed Si₃N₄—Y₂O₃—Al₂O₃ composite powders are reported. As shown, these self-reinforced materials with low content of glass phase have a bending strength Rbm above 700 MPa and crack resistance K1с of 5.0 MPa⋅m¹/², and preliminary gas-thermal treatment of the initial powders increases strength owing to increasing the homogeneity of microstructure and the quantity of anisometric Si₃N₄ grains in the material.