Mechanical properties of hot-pressed Si3N4-TiN grain composites *

STRESZCZENIE: W pracy zbadano właściwości mechaniczne kompozytów ziarnistych Si₃N₄-TiN otrzymywanych metodą prasowania na gorąco z komercyjnych proszków. Drobnoziarnisty azotek tytanu był homogenicznie rozmieszczony w mikrostrukturze spieków. Zaobserwowano poprawę wytrzymałości na zginanie materiałów. Odporność na kruche pękanie kompozytów nie uległa poprawie.

SŁOWA KLUCZOWE: kompozyty, azotek krzemu, azotek tytanu, właściwości mechaniczne

ABSTRACT: Dense Si₃N₄-TiN composites were prepared from commercial powders using hot pressing method. Titanium nitride grains were homogenously distributed in material’s microstructure. Flexural strength of materials increased with TiN amount and reached 880 MPa. Fracture toughness of materials varied between 7 and 8 MPa m^0,5.

KEYWORDS: composites, titanium nitride, silicon nitride, mechanical properties

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Hampshire S. “Silicon nitride ceramics – review of structure, processing and properties”. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. Vol. 24, No.1 (2007): pp.43÷50.
• Gao L., Li J., Kusunose T., Niihara K. „Preparation and properties of TiN–Si₃N₄ composites”, Journal of the European Ceramic Society. Vol. 24, No. 2 (2004): pp. 381÷386.
• Lojanová S., Tatarko P., Chlup Z., Hnatko M., Dusza J., Lencés Z., Šajgalík P., „Rare-earth element doped Si₃N₄/SiC micro/nano-composites – RT and HT mechanical properties”. Journal of the European Ceramic Society. Vol. 30, No. 9 (2010): pp. 1931÷1944.
• Martin C., Mathieu P., Cales B., „Electrical discharge machinable ceramic composite”. Materials Science and Engineering: A. Vol. 109 (1989): pp. 351÷356.
• Putyra P., Podsiadło M. „Metody kształtowania materiałów ceramicznych”. Mechanik. Vol. 88, No. 2 (2015): pp.120÷122.
• Zhou M., Zhong J., Zhao J., Rodrigo D., Cheng Y. „Microstructures and properties of Si₃N₄/TiN composites sintered by hot pressing and spark plasma sintering”. Materials Research Bulletin. Vol. 48, No. 5 (2013): pp. 1927÷1933.
• Bao Y., Liu Ch., Huang J. „Effects of residual stresses on strength and toughness of particle reinforced TiN-Si₃N₄ composite: Theoretical investigation and FEM simulation”. Materials Science and Engineering: A. Vol. 434, No. 1–2 (2006): pp. 250÷258.
• Zgalat-Lozynskyy O., Varchenkoa V., Tischenko N., Ragulya A., Andrzejczuk M., Polotai A. „Tribological behaviour of Si₃N₄-based nanocomposites”. Tribology International. Vol. 91 (2015): pp. 85÷93.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.53