Теплопроводность, физико-механические свойства и их взаимосвязь со структурой свободноспеченных композитов, полученных из нанодисперсной системы Si₃N₄–Al₂O₃–Y₂O₃ (–ZrO₂)

Abstract

Исследованы микроструктура и свойства высокоплотных материалов, полученных свободным спеканием нанодисперсных порошков композиционного состава Si₃N₄–Al₂O₃–Y₂O₃ (–ZrO₂). Показано, что эти самоар­мирован­ные материалы с низким содержанием стеклофазы имеют предел прочности при изгибе Rbm = 720–850 МПа, твердость по Виккерсу – 15,3–15,7 ГПа, трещиностойкость – 6,0–6,1 МПа×м¹/², теплопроводность – 15–25 Вт/(м·К). Обсуждены факторы, влияющие на уровень физико-механических свойств и теплопроводность нитридокремниевых материалов.

Досліджено мікроструктуру та властивості високощільних матеріалів, отриманих вільним спіканням нанодисперсних порошків композиційного складу Si₃N₄–Al₂O₃–Y₂O₃ (–ZrO₂). Показано, що ці самоармовані матеріали з низьким вмістом склофази мають міцність Rbm = 720–850 МПа, твердість за Віккерсом – 15,3–15,7 ГПа, тріщиностійкість – 6,0–6,1 МПа∙м¹/², теплопровідність – 15–25 Вт/(м·К). Обговорено фактори, що впливають на рівень фізико-механічних властивостей та теплопровідність нітридокремнієвих матеріалів

The results of investigation microstructure and properties of high-density materials prepared by pressureless sintering of nanodispersed Si₃N₄–Al₂O₃–Y₂O₃ (–ZrO₂) composite powders have been reported. It is shown that these self-reinforced materials with low content of glass phase have a bending strength Rbm = 720–850 MPа, Vickers hardness – 15,3–15,7 GPа, fracture toughness – 6,0–6,1 МПа∙м¹/², thermal conductivity – 15–25 W/(m·К). The factors affecting level of physical-mechanical properties and thermal conductivity of silicon nitride-materials are discussed.