اثر TiN بر روي خواص مكانيكي و ماشين كاري به روش تخليه الكتريكي كامپوزيت هاي سراميكي Si3N4/TiN

از آنجايي كه ماشين كاري بدنه هاي متراكم نيتريد سيليسيم با روش هاي معمول به دليل سختي بالا به دشواري انجام مي شود، هدف از اين پژوهش افزودن فاز رساناي نيتريد تيتانيم به منظور بررسي استفاده از روش ماشين كاري تخليه الكتريكي بوده است. در اين پژوهش بدنه هاي كامپوزيتي Si3N4/TiN در حضور كمك زينترهاي Al2O3 و Y2O3 به روش بدون فشار زينتر شده اند. عمليات زينتر در سه دماي 1650، 1700 و 1750 درجه سانتيگراد در اتمسفر نيتروژن انجام شده است. خواص مكانيكي اين كامپوزيت ها با 20، 30 و 40 درصد حجمي TiN بررسي شده است. نتايج نشان داده اند كه دانسيته بدنه ها به شدت وابسته به ميزان TiN موجود در كامپوزيت ها بوده است، به طوريكه دانسيته نسبي با افزايش مقدار TiN افزايش يافته و براي نمونه حاوي 40 درصد حجمي TiN دانسيته نسبي 98% به دست آمده است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي و پراش پرتو اشعه ايكس نشان دادند كه تبديل فاز α به β نيتريد سيليسيم در دماي زينتر 1750 درجه سانتيگراد به صورت كامل انجام شده است. حضور فاز β-Si3N4 با مورفولوژي ميله اي باعث افزايش چقرمگي شكست نمونه ها شده است. چقرمگي شكست نمونه حاوي 40% درصد حجمي TiN برابر MPa.m1/2 1/7 محاسبه شد. بررسي نتايج حاصل از آزمون مقاومت الكتريكي نشان داد كه به دليل تشكيل شبكه پيوسته از فاز رسانا، كمترين مقدار مقاومت الكتريكي (Ωm 5-10×16/2) مربوط به نمونه اي با بيشترين مقدار TiN بوده است. عليرغم سختي بسيار بالا اين نمونه (GPa 3/12)، ماشين كاري آن به روش تخليه الكتريكي در زماني كمتر از 1 دقيقه با موفقيت انجام شد.