مقاومت به گسترش ترک در دماهای بالا و نقش ارتباطی آن با مقاومت به شوک و خستگی گرمایی

نویسنده

چکیده

بررسی و مطالعه سرامیکهای بر پایه سیلیسیم در راستای فهم رفتار ترمو مکانیکی آنها و نقش ریزساختار (اندازه و مرفولوژی دانه‌ها) و محتوی فازی به خصوص فاز بین دانه‌ای برروی این رفتار از اهداف اصلی این مطالعه است. بر این اساس نمونه‌هایی از نیترو سیلیسیم با ریز ساختار و یا محتوی فاز شیشه متفاوت تهیه و آزمایشات مکانیکی گرم و سرد بر روی آنها اعمال شد. برای مطالعه رفتار گسترش ترک نیترو سیلیسیم تحت تنشهای گرمایی، نمونه‌هایی ( با همان نوع ریز ساختارهای مورد استفاده در آزمایشات مکانیکی گرم) تحت سیکلهای شوک و خستگی گرمایی قرار گرفتند. برای توسعه و ایجاد انواع ریز ساختار از انواع پودر با کیفیت متفاوت، انواع مواد کمک زینتر، انواع فرایندهای شکل دهی و شرایط مختلف زینترینگ توسل جستیم. تحلیل نتایج نشان می‌دهد که ماکزیمم مقاومت در برابر رشد ترک در آزمایشات ترمومکانیکی و شوک گرمایی برای نمونه‌هایی حاصل می‌شود که در آن اولا تبدیل فازی پایان یافته باشد ثانیا ریز ساختار خود استحکام یافته1 از نظر مرفولوژی و اندازه دانه متبلور شده باشد( دانه‌های سوزنی کشیده که به طور یکنواخت در زمینه‌ای از دانه‌های ریز پراکنده شده باشد) ثالثا کریستالیزاسیون نسبی از فاز مرز دانه انجام گرفته باشد. این شرایط به طور نسبی در نمونه‌هایی حاصل می‌شود که از پودر غنی از فاز -Si3N4 با درصد بالایی از ماده افزودنی اکسید ایتریم (Y2O3) به عنوان کمک زینتر استفاده شده و در شرایط دمایی °C2000 به مدت یک ساعت مورد زینترینگ تحت بار (Mpa 45) قرار گرفته باشد. واژگان کلیدی : نیترورسیلیسیم، خواص تر مو مکانیکی، مقاومت به شوک گرمایی ، مقاومت به گسترش ترک

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Thermal Stress Resistance to Fracture and its Relation to with Resistance to Thermal Fatigue and Shock

نویسنده [English]

  • M. Kalantar and G. Fantozzi
چکیده [English]

Dense Silicon nitride was investigated to determine the effect of its microstructural parameters and densification on thermo-mechanical properties and thermal stress resistance to fracture initiation during a hot or cold mechanical and thermal shock testing. The different materials and microstructures were obtained by changing the parameters such as the type of the powder, additive, forming process and sintering condition. Maximum crack growth and thermal shock resistance of dense Si3N4 are achieved after complete conversion of the aàB transformation, and after the change in grain morphology towards elongated grain and the relative crystallization of the second phases have been obtained. The characteristics are obtained by a high a phase content of the starting powder, high Y2O3, and sintering condition of higher temperature (2000ْC), longer soaking times (1h) and load application at the beginning of the thermal cycle. Keywords: Silicon nitride, Thermo- mechanical properties, Thermal shock resistance, Crack propagation resistance

کلیدواژه‌ها [English]

  • Silicon nitride
  • Thermo- mechanical properties
  • Thermal shock resistance
  • Crack propagation resistance

تحت نظارت وف ایرانی