Y-SiAION seramik üretimi ve karekterizasyonu

Abstract

Anahtar kelimeler : Si3N4, Y2O3, MSiAlON, YSiAlON, sinterlemeGenis bir kullanım alana sahip olan SiAlON seramikler günümüzde en önemlimühendislik malzemesidir. Bu seramik çesitli yöntemlerle ve farklı faz yapılarındaüretilebilmektedir. Bu çalısmada iki farklı katyon değerlerinde YSiAlON baslangıçkarısımı hazırlanarak tek yönlü presleme ve sonrasında cip islemi ile üretilen hamseramik kompaktlar 1700 ve 1750 °C lerde basınçsız azot ortamındasinterlenmislerdir. Üretilen sinterlenmis parçaların sertlik, yoğunluk faz vemikroyapı özellikleri incelenmistir. Yapılan çalısma ile; Baslangıç kompozisyonu100 MPa altında preslenerek ön sekillendirilmesi yapılan numunelerden sinterlemeislemi sonucu üretilen YSiAlON seramik malzemelerinin XRD analizlerinde baskınfazın ?-YSiAlON olup sinterlenen numunelerin sertlik değerleri sinterleme sıcaklığıve süresine bağlı olup aralarında bir ters iliski bulunmaktadır. 1700 °C'de kısasinterleme sürelerinde daha sert kompaktlar elde edilmistir. Ancak 1750 °C ve 120dakikada sinterlenen numunelerin sertlik değerlerinde azalma gözlenmistir. Budurumda yüksek sıcaklıkta ve uzun sinterleme sürelerinde ortamdan azot ve oksijenkaybına bağlı olarak olusan mikrogözeneklere dayandırılmaktadır. Olusanmikrogözenekler numunelerin sertliğinde azalmaya neden olduğu düsünülmektedir.Diğer taraftan alümina oranı yüksek numunelerde sertlik değerlerinin yüksek olmasıise alüminaya bağlı olarak olusan sıvı faz ile açıklanabilmektedir. Sinterlenmisnumunelerin SEM mikroyapıları numunelerde bulunan gözenek ve tane büyümesisinterleme sıcaklığına ve süresine bağlı olarak farklılıklar gösterdiğiispatlanmakatadır. Uzun süreli sinterleme sürelerinde gözenek olusumunun arttığıdüsünülmektedir.

Keywords: Si3N4, Y2O3, ?SiAlON, SinteringSiAlON ceramics is one of the most important engineering metarials which havewide range of application areas. It can be produced with various phase compositionsand different production methods.In this study, two different starting compositions were prepared according to twocation values, and then the mixture was compacted uniaxially in a die and the greencompacts were subjected to cold isostatic pressing. The green compacts weresintered at 1700 ?C and 1750 ?C for 30 and 120 min under nitrogen atmosphere.The sintered compacts were analysed for hardness, densification phase andmicrostructre investigation. The results showed that the starting composition wassuitable for manufabrication of Y- SiAlON ceramics. X-Ray difraction analysisshowed that ?-SiAlON phase was dominat phases in the sintered compacts.The densification of the compacts are related with sintering temperatures andsintering times. For the densification of the Y-SiAlON compacts(1700?C) and shortersintering duration are suitable. Weight loss in the compacts, were seen dure to thevaporization of nitrogen and oxygen from the nitrides and oxides structures athigher sintering temperature and holding timeAddition of alumina was increased, the hardness and densification of the compacts.It was also accelerated the formation of liquid phase in the compacts.