Investigation on mechanical properties and microstructure of silicon nitride ceramics fabricated by spark plasma sintering

放电等离子烧结 微观结构 材料科学 氮化硅 陶瓷 断裂韧性 相对密度 维氏硬度试验 烧结 冶金 复合材料
作者
Liyan Cao,Zhenhua Wang,Zengbin Yin,Kui Liu,Juntang Yuan
出处
期刊:Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing [Elsevier BV]
卷期号:731: 595-602 被引量:41
标识
DOI:10.1016/j.msea.2018.06.093
摘要

Abstract In order to prepare high-performance and stable performance silicon nitride-based ceramic cutting tools, orthogonal experiment was carried out firstly to study the influence of sintering temperature and sintering aids (MgSiN 2 , Y 2 O 3 and CeO 2 ) on the densification and mechanical properties of the Si 3 N 4 materials by spark plasma sintering. The results showed that Si 3 N 4 ceramics with 5 wt%MgSiN 2 , 3 wt%Y 2 O 3 and 1 wt%CeO 2 sintering aids had the best relative density and mechanical properties at 1650 ℃. Secondly, the effects of sintering temperature on the densification, microstructure and mechanical properties of Si 3 N 4 ceramics with 5 wt%MgSiN 2 , 3 wt%Y 2 O 3 and 1 wt%CeO 2 sintering aids were studied in detail. The results showed that the relative density of Si 3 N 4 ceramics reached the maximum of 99.40 ± 0.14% at 1650 ℃, the Vickers hardness and fracture toughness were 16.53 ± 0.12 GPa and 6.89 ± 0.20 MPa m 1/2 , respectively. The grain shapes were composed of equiaxed α-Si 3 N 4 and long columnar β-Si 3 N 4 , and the transformation rate of α-Si 3 N 4 to β-Si 3 N 4 was 42.5%. Finally, the statistical distribution of the relative density, phase transformation rate and mechanical properties of Si 3 N 4 ceramics with 5 wt%MgSiN 2 , 3 wt%Y 2 O 3 and 1 wt%CeO 2 sintering aids at 1650 ℃ was investigated. It was found that the mechanical properties of silicon nitride ceramics sintered by spark plasma sintering were less dispersive, and the hardness and fracture toughness obeyed the two parameters Weibull distribution well.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
yiyi完成签到,获得积分20
1秒前
希望天下0贩的0应助ww采纳,获得10
1秒前
丰富的复天完成签到,获得积分10
1秒前
元元完成签到 ,获得积分10
1秒前
德古完成签到,获得积分10
2秒前
zorro3574发布了新的文献求助10
2秒前
笨笨的小玉关注了科研通微信公众号
3秒前
阿豪发布了新的文献求助10
5秒前
猫车高手发布了新的文献求助10
5秒前
Ww完成签到 ,获得积分10
6秒前
上善若水发布了新的文献求助30
7秒前
思源应助gjing采纳,获得10
7秒前
LiL发布了新的文献求助10
8秒前
挣积分换文献的大飞完成签到 ,获得积分10
10秒前
科目三应助123采纳,获得10
11秒前
12秒前
13秒前
桐桐应助阿豪采纳,获得10
13秒前
林一存完成签到 ,获得积分10
13秒前
CodeCraft应助木子李采纳,获得10
14秒前
ISTP完成签到,获得积分10
14秒前
wxiao完成签到,获得积分10
14秒前
小蘑菇应助三石采纳,获得10
15秒前
15秒前
wujiaman345发布了新的文献求助10
16秒前
淡淡东蒽完成签到,获得积分10
16秒前
研友_VZG7GZ应助幽默刀儿匠采纳,获得10
16秒前
科研通AI6.3应助猫车高手采纳,获得30
18秒前
RainWang发布了新的文献求助10
19秒前
张国麒完成签到 ,获得积分10
19秒前
无奈夏菡完成签到 ,获得积分10
19秒前
新木完成签到,获得积分10
19秒前
科目三应助博士僧采纳,获得10
20秒前
lisaltp完成签到 ,获得积分10
21秒前
江楠完成签到 ,获得积分10
22秒前
fyl完成签到,获得积分10
23秒前
LL发布了新的文献求助10
23秒前
呜哈哈应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7364877
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8973692
关于积分的说明 19075796
捐赠科研通 7009598
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3223894
关于科研通互助平台的介绍 2387657
邀请新用户注册赠送积分活动 2204726