TR201415024A1 - Bir sialon seramik malzeme karışımı ve bu malzemenin kullanımıyla kompakt seramik üretim yöntemi. - Google Patents
Bir sialon seramik malzeme karışımı ve bu malzemenin kullanımıyla kompakt seramik üretim yöntemi. Download PDFInfo
- Publication number
- TR201415024A1 TR201415024A1 TR2014/15024A TR201415024A TR201415024A1 TR 201415024 A1 TR201415024 A1 TR 201415024A1 TR 2014/15024 A TR2014/15024 A TR 2014/15024A TR 201415024 A TR201415024 A TR 201415024A TR 201415024 A1 TR201415024 A1 TR 201415024A1
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- mixture
- sialon
- ceramic
- ceramic material
- intergranular
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 8
- 229910003564 SiAlON Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 23
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 4
- NJXPYZHXZZCTNI-UHFFFAOYSA-N 3-aminobenzonitrile Chemical class NC1=CC=CC(C#N)=C1 NJXPYZHXZZCTNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910007991 Si-N Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910006294 Si—N Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910018509 Al—N Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910018516 Al—O Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 12
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 4
- 238000001272 pressureless sintering Methods 0.000 description 4
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VGMFHMLQOYWYHN-UHFFFAOYSA-N Compactin Natural products OCC1OC(OC2C(O)C(O)C(CO)OC2Oc3cc(O)c4C(=O)C(=COc4c3)c5ccc(O)c(O)c5)C(O)C(O)C1O VGMFHMLQOYWYHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AJLFOPYRIVGYMJ-UHFFFAOYSA-N SJ000287055 Natural products C12C(OC(=O)C(C)CC)CCC=C2C=CC(C)C1CCC1CC(O)CC(=O)O1 AJLFOPYRIVGYMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- AJLFOPYRIVGYMJ-INTXDZFKSA-N mevastatin Chemical compound C([C@H]1[C@@H](C)C=CC2=CCC[C@@H]([C@H]12)OC(=O)[C@@H](C)CC)C[C@@H]1C[C@@H](O)CC(=O)O1 AJLFOPYRIVGYMJ-INTXDZFKSA-N 0.000 description 2
- BOZILQFLQYBIIY-UHFFFAOYSA-N mevastatin hydroxy acid Natural products C1=CC(C)C(CCC(O)CC(O)CC(O)=O)C2C(OC(=O)C(C)CC)CCC=C21 BOZILQFLQYBIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910021480 group 4 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/597—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon oxynitride, e.g. SIALONS
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/6261—Milling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3817—Carbides
- C04B2235/3839—Refractory metal carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3817—Carbides
- C04B2235/3839—Refractory metal carbides
- C04B2235/3843—Titanium carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
- C04B2235/3865—Aluminium nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
- C04B2235/3873—Silicon nitrides, e.g. silicon carbonitride, silicon oxynitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
- C04B2235/3852—Nitrides, e.g. oxynitrides, carbonitrides, oxycarbonitrides, lithium nitride, magnesium nitride
- C04B2235/3886—Refractory metal nitrides, e.g. vanadium nitride, tungsten nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6586—Processes characterised by the flow of gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/668—Pressureless sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
- C04B2235/766—Trigonal symmetry, e.g. alpha-Si3N4 or alpha-Sialon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
- C04B2235/767—Hexagonal symmetry, e.g. beta-Si3N4, beta-Sialon, alpha-SiC or hexa-ferrites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
- C04B2235/85—Intergranular or grain boundary phases
Abstract
Bu buluş; en az bir lanmış kristal ya da amorf yapıda en az bir taneler arası üçüncül fazdan oluşan bir SiAlON seramik malzeme karışımı ve bu karışımın kullanımıyla gerçekleştirilen; SiAlON seramik malzeme karışımının hazırlanması (101), bu seramik karışımının su içerisinde atritör değirmende öğütülmesi (102), öğütülen karışımının kurutulması (103), kurutulan karışımının yaş ürün şekline preslenmesi (104), preslenen yaş ürünlerin atmosfer basıncında (basınçsız) ve azot gazı akışı ortamında sinterlenmesi (105) adımlarını içeren bir kompakt seramik üretimi (100) ile ilgilidir.
Description
Teknik Alan
Bu bulus, çogunlukla kesici takim uygulamalarinin yapiminda kullanilan,
sinterleme aktivitesi arttirilmis, çoklu katyon içerikli SiAlON seramikleri ve bu
seramik malzemelerinin preslenerek basinçsiz sekilde sinterlenmesiyle seramik
kompaktlarin üretilmesine dayanan bir yöntem ile ilgilidir.
Önceki Teknik
Kesici takim uygulamalarinda kullanilan yüksek performans SiAlON seramikleri,
genellikle 100 bar basinçlara kadar azot gazi atmosferi altinda gaz basinçli
sinterleme (GPS) teknigi ile üretilmektedir. Uygulanan gaz basincinin temel
amaci, SiAlON seramiklerinin temel bileseni olan silisyum nitrürün (Si3N4)
1800°C üzerindeki sinterleme sicakliklarinda ayrismasini engellemektir. Bunun
yani sira bu teknik, sinterleme aktivitesinin iyilestirilmesini saglayan izostatik
basinç olusumuna da olanak tanimaktadir.
Söz konusu GPS sistemi, gaz basincinin gerekliligi ve grafit parçalarinin asinmasi
nedeniyle yüksek yatirim ve kullanim maliyetine sahiptir. Grafitten yapilmis olan
.30 isitici elementi ve firin yalitim parçalari, 100 bar gaz basincinin kullanilmasi
durumunda gerçeklesen asinma nedeniyle, her 100-150 sinterleme çevriminde bir
degistirilmek zorundadir. Diger` taraftan, isitici element ve firin yalitim
parçalarinin ömürleri, basinçsiz sinterleme kullanildiginda çok daha uzun (500
sinterleme çevriminden fazla) olmaktadir. Sonuç olarak, daha az grafit isitici
mEvrak orjinalinin aynisidir ve imza geçerlilik kontrolünden basariyla geçmistir.(TPE Bilgi Islem)
element, firin yalitim parçalari ve azot gazi kullanimina bagli olarak üretim
maliyeti önemli ölçüde azaltilabilmektedir.
Gri dökme demir ve benzeri malzemeleri kesmekte kullanilan kesici takimlar isil
ve mekanik kararliliga sahip olmak zorundadirlar. a-SiAlON taneleri çok
serttirler, fakat kristal yapilari geregi düsük isil iletkenlige sahiptirler 0t-
SiAlON'un es eksenli taneleri nedeniyle yüksek oranda a-SiAlON içeren u/ß-
SiAION kompozitleri daha kirilgandirlar.
ß-SiAlON, igne seklindeki tane yapisindan dolayi, bilesime yüksek kirilma
toklugu saglar, fakat sertligi d-SiAlON'un sertliginden daha düsüktür. Buna
ilaveten, ß-SiAlON daha yüksek isil iletkenlik gösterir. Sonuç olarak; ci ve [3-
SiAlON kompozitleri kesici takim uygulamalari için gereken mekanik ve isil
özellikleri karsilamaktadirlar.
a-ß-SiAlON kompozitlerinin özellikleri açisindan bir diger önemli husus ise [3-
SiAlON'larin (Si6-zAlzOzN8-z) z de'geridir. z degeri Si ile Al atomlarinin ve N
ile 0 atomlarinin yeridegistirme derecesini vermektedir. z degeri kirilma toklugu
ve isil iletkenligi etkilediginden önemlidir. Yüksek 2 degeri düsük isil iletkenlik
ve kirilma tokluguna neden olur. Sonuç olarak, 2 degeri tercihen 1'den düsük
olmali, gri dökme demir isleme gibi otomotiv uygulamalarinda özellikle 0,5'ten
düsük olmalidir.
Mevcut teknikte SiAlON'larin basinçsiz sinterlenmesinin saglanabilmesi için ise,
sinterleme ilavelerinin miktari (SiOz, toprak alkali oksitler, itriyum oksit ve nadir
toprak oksitlerin en az biri veya bir kaçi) ve/veya ß-SiAlON'un z degerinin
arttirilmasi gerekmektedir. Ancak, yüksek oranda sinterleme ilavesinin kullanimi
ve/veya yüksek 2 degerine sahip ß-SiAlON kullanimi ile daha yogun malzemeler
elde edilmesine ragmen bu malzemelerin yüksek sicaklik asinma dayanimlan,
daha az miktarlarda sinterleme ilavesi kullanilarak ve daha düsük z degerine sahip
gaz basinciyla sinterlenmis SiAlON'larin asinma dayanimlari kadar iyi
olmamaktadir.
Kesici takim ucu, kesme operasyonu sirasinda yüksek sicakliklara maruz
kalmaktadir. SiAlON kesici takimin yüksek sicakliklardaki asinma dayanimi, tane
siniri fazi miktari ve bu fazin kompozisyonuna bagli olmaktadir. Daha düsük
miktarlarda tane siniri fazinin kesici takim uygulamalarinda daha iyi asinma
dayanimi anlamina geldigi bilinmektedir.
Mevcut SiAlON kesici takimlari gaz basinçli sinterleme ile üretilmektedirler ve
bunun sonucunda da daha düsük tane siniri fazi miktarlariyla tam yogunluga
sahiptirler. Sinterleme sirasinda kompakt üzerindeki dis gaz basinci yogunlasmayi
kolaylastirir ve yogunlugu arttirir.
Özetle, yüksek 2 degerine sahip ß-SiAlON'lar daha kolay yogunlasmaktadirlar. z
degeri 1 ila 3 arasinda olan ß-SiAlON'lar, %99 yogunlugun üzerine 1750°C ile
1800°C sicaklik araliginda sinterlenebilmektedir. Buna karsin, yüksek 2 degerine
sahip ß-SiAlON'lar düsük kirilma tokluklari, `düsük sertlikleri ve düsük isil
iletkenlikleri nedeniyle dökme demir islemede tercih edilmemektedir. Bu nedenle,
sinterleme sirasinda kayda deger bir Si3N4 ayrismasinin engellenmesi için tercihen
1750°C altinda basinçsiz sinterlenebilen ci/ß-SiAlON kompozisyonlarinin
gelistirilmesine ihtiyaç vardir. Bununla birlikte, basinçsiz sinterlenen a/ß-SiAlON
seramikleri, gaz basinçli sinterlenen mevcut SiAlON ürünlerine yakin bir kesme
performansina sahip olmalidirlar. Bu durum, tane siniri fazi içeriginin, gaz
basinçli sinterlenen oi/ß-SiAlON'lara mümkün oldugunca yakin tutulmasini
gerektirmektedir. Bunun nedeni, tane sinin fazi içeriginin artmasiyla bilhassa
kesici takim uygulamalarinda asinma dayaniminin azalmasindan
kaynaklanmaktadir. Ayrica, çoklu-katyon katkilanmis bu a/ß-SiAlON'larda› ß-
SiAlON,O ila 1 arasinda, özellikle O,l'den 0,3'e kadar; bir 2 degerine sahip
olmalidir.
Teknigin bilinen durumunda yer alan EP14l4580 sayili patent dokümaninda 0.-
SiAlON ve ß-SIAION ve amorf ve/veya kristal yapida taneler arasi bilesen içeren
bir SiAlON seramik malzemeden bahsedilmektedir. Söz konusu dokümanda,
malzeme karisimi içerisindeki bilesenlerin sinterleme aktivitesindeki rolünün
yetersiz olmasi sebebiyle, malzeme gaz basinçli sekilde sinterlenmektedir.
Bulus ile Çözülen Sorunlar
Bulusun amaci; kesici takim uygulamalarinda kullanilmak üzere gelistirilen çok
katyonlu bir a/ß-SiAlON seramik malzemesi gerçeklestirmektir.
Bulusun diger bir amaci; IV. grup elementleri'ile karkilandirilmis ve sinterleme
aktivitesi arttirilmis çok katyonlu bir a/ß-SiAlON seramik malzemesi
gerçeklestirmektir.
Bulusun bir diger amaci; sinterleme sirasinda Si3N4 tanelerinin, tane siniri fazi
içerisindeki çözünürlüklerinin arttirildigi bir SiAlON seramik malzemesi
gerçeklestirmektir.
Bulusun bir diger amaci; olusturulan SiAlON seramik malzemenin preslenerek
basinçsiz olarak sinterlendigi kompakt seramik üretimi için bir yöntem
gerçeklestirmektir.
Bulusun Ayrintili Açiklamasi
Bulus konusu SiAlON seramik malzeme karisiminin kullanimiyla kompakt
seramik üretim yöntemine ait sekiller asagidaki gibidir.
Sekil 1 - Bulus konusu yönteme ait akis semasidir.
Sekil 2 - Bulus konusu yöntemde uygulanan sinterleme adiminda Si3N4lün
ayrismasina bagli olarak, referans numunede ve IV. grup elementleri içeren
numunelerde gerçeklesen agirlik kaybinin karsilastirmali grafiksel gösterimidir.
Sekil 3 - Bulus konusu yöntemle sinterlenen ve ZrO; ilavesi içeren seramik
kompaktin, gaz basinçli sinterlenen referans kompakt ile, kenar asinmasinin
kesme uzunluguyla degisimine iliskin, karsilastirmali grafiksel gösterimidir.
Sekil 4 - Bulus konusu yöntemle sinterlenen ve Zr02 ilavesi içeren seramik
kompaktin, gaz basinçli sinterlenen referans kompakt ile, çentik asinmasinin
kesme uzunluguyla degisimine iliskin, karsilastirmali grafiksel gösterimidir.
Bulus konusu SiAlON seramik malzeme karisimi en temel halinde;
- x'in m/M oranini, M'nin çok katyonlu bir karisimin degerligini, m'nin Si-
N baglannin Al-N baglariyla .kismi yer degistirme miktarini ve n'in Si-N
baglarinin Al-O ile yer degistirme miktarini temsil ettigi MxSi12-m-
nAl,.,,tnOnNi5;n genel formülüne sahip, en az bir a-SiAlON birincil faz,
- z`nin 0 ila 1, tercihen 0,1 ila 0,3 araliginda bir degere sahip oldugu
SIMAIZOZN&Z genel formülüne sahip, en az bir ß-SiAlON ikincil faz ve
- kristal ya da amorf yapida en az bir taneler arasi üçüncü] fazdan
olusmaktadir.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda M;
- en az bir Ca elementi,
- itrium veya atom numarasi 62`den büyük olan nadir toprak elementlerinden en
az biri ve I
- atom numarasi 62'ye esit veya küçük olan nadir toprak elementlerinden en az
birini içeren çok katyonlu bir karisimi temsil etmektedir.
Bulusta yer alan taneler arasi üçüncü! faz;
- en az bir Ca elementi,
- itrium veya atom numarasi 62'den büyük nadir toprak elementlerinden en az
- atom numarasi 62`ye esit veya küçük nadir toprak elementlerinden en az biri ve
- IV. grup elementlerinden en az birinden olusmaktadir.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda; IV. grup elementleri tercihen Ti, Zr ve Hf
elementlerinden en az birini içermektedir. Bulusun tercih edilen bu
uygulamasinda; IV. grup elementlerinin oksitleri, nitrürleri ve/veya
karbürlerinden en az biri kullanilmaktadir. Böylelikle seramik malzeme
karisiminin sinterleme aktivitesi arttirilmaktadir.
Bulusun amacina ulasmak için; SiAlON seramik malzeme karisiminin
kullanimiyla gerçeklestirilen kompakt seramik üretim yöntemi (100);
-yukarida açiklanan bulus konusu SiAlON seramik malzeme karisiminin
hazirlanmasi (101),
- bu seramik karisiminin su içerisinde atritör degirmende ögütülmesi (102),
- ögütülen karisiminin kurutulmasi (103),
- kurutulan karisiminin yas ürün sekline preslenmesi (104),
- preslenen yas ürünlerin atmosfer basincinda (basinçsiz) ve azot gazi akisi
ortaminda sinterlenmesi (105) adimlarini içerm'ektedir.
SiAlON seramik malzeme karisiminin hazirlanmasi (101) adiminda; Si3N4, AlN,
A1203 bilesikleri, kalsiyum oksit ve nitrürlerini bulunduran gruptan seçilmis en
az bir bilesik, itriyum veya atom numarasi 62'den büyük olan nadir toprak
elementlerinin oksit ve nitrürlerini bulunduran gruptan seçilmis en az bir bilesik,
atom numarasi 62lye esit veya küçük olan nadir toprak elementlerinin oksit ve
nitrürlerini bulunduran gruptan seçilmis' en az bir bilesik ve IV. grup
elementlerinin oksit, nitrür ya da karbürlerini içeren gruptan seçilen en az bir
bilesik kullanilmaktadir.
Bulusun tercih edilen uygulamasinda; SiAlON seramik malzeme karisiminin
hazirlanmasi (101) adiminda, oksit bazinda yer alan IV. grup elementinin
miktari seramik karisiminin agirliginin %0,2 ila 2'si arasinda olmalidir.
Ögütülen karisimin kurutulmasi (103) adiminda ögütülen seramik malzeme
karisimi; baglayici, plastiklestirici ve yaglayici ile kanstirildiktan sonra
püskürtmeli kurutucuda kurutulmaktadir.
Yas ürünlerin sinterlenmesi (105) adiminda, grup IV elementlerinin ilavesinin
Si3N4'ün tane siniri fazi içerisindeki çözünürlügünü arttirdigi düsünülmekte ve
böylelikle 1750°C altinda sinterleme mümkün olmakta ve bu da Si3N4iün
ayrismasini azaltmaktadir. Sekil 2'de de görülecegi üzere sinterleme (105)
sirasinda 1750°C'nin üzerine çikildikça agirlik kaybinda da artis görülmektedir
ki bu artis Si3N4`ün aynsmasindan kaynaklanmaktadir.
Bulus konusu yöntemle (100) sinterlenmis kompakt seramik içerigindeki a-
SiAlONzß-SiAlON agirlikça oraninin 20:80 ila 80:20 araliginda olmasi avantaj
saglamaktadir. Bu bilesim araligi içerisinde kalan SiAlON seramikleri kesici
takim uygulamalari için gereken isil iletkenlik, kinlma toklugu ve sertlik
açisindan gelismis özellikler göstermektedir.
Özellikle kesici takim uygulamalarinda; taneler arasi üçüncü] faz, asinma
dayanimi açisindan optimum yüksek sicaklik özelliklerinin elde edilebilmesi için
ürünün sinirli, ancak basinçsiz sinterleme sirasinda iyi bir yogunlasma saglamaya
yetecek miktarda olmalidir. Bulusun tercih edilen uygulamasinda, taneler arasi
üçüncü] faz toplam malzeme hacminin %3-16'si, daha tercih edilir haliyle %5-8”i
Mevcut teknikte uygulanan basinçli sinterleme ile elde edilen kompakt seramik
ürünlerin, bulus konuSu yöntemle (100) üretilen kompakt seramik ürünlerle
karsilastirmasini yapmak ve basinçsiz sinterlemenin avantajlarini görmek adina
örnek numuneler basinçli ve basinçsiz olarak sinterlenmis ve bu sekilde elde
edilen kompakt seramikler üzerinden farkli ömeklendirmeler yapilmistir.
Birinci Örnek
Seramik malzeme karisimindan elde edilen yas numunelerin ilk partisi
1850°Clde, 1 saat, 100 bar N2 basinci altinda gaz basinçli olarak sinterlenmistir
Ayni bilesime sahip olan ikinci parti yas ürün numuneleri 1725°C'de 150 dakika
süre ile azot gaz akisi altinda basinçsiz sinterlenmisler. Bu numunelerin bagil
yiginsal yogunlugu %95 3,09 g/cm3 seklindedir. Bu kosullarda tane siniri fazi
miktarinin numunelerin tam yogunlasmasina yetecek kadar olmadigi
görülmüstür.
Her iki numunenin de sinterleme öncesi bilesimleri ve sinterleme sonrasi agirlik
kaybina bagli olarak farklilasan yogunluklari asagida Tablo 1 ile verilmistir.
Tablo 1. Basinçli ve basinçsiz sinterlenen kompakt seramiklerin bilesimleri ve
yogunluklan
Agirlikça % Basinçli sinterlenmis Basinçsiz sinterlenmis
Toplam 100 100
Yiginsal yogunluk (g/cm3) . 3.25 3.09
Tablo 1'de verilen bilesimler agirlikça %25 u-SiAlON ve %75 ß-SIAlON
SiAlON için 2 = 0.25'tir. SiAlON seramik malzeme karisiminin hazirlanmasi
(101) adimindaki toplam Sinterleme bilesenlerinin miktari Si3N4 tozu yüzeyindeki
SiOz de dahil olmak üzere hacimce %6,6,dir.
Ikinci Örnek
Tablo 1'de verilen referans bilesim, yogunlasmaya yardimci olmasi amaciyla,
Y203, Sm203 ve CaCO; Sinterleme bilesenleri miktarinin iki kat arttirilmasi
seklinde degistirilmis ve bu yeni bilesim degerleri Tablo 2 ile verilmistir.
Tablo 2. Referans seramik malzeme karisimi ile Sinterleme ilavelerinin arttirildigi
karisimin bilesimleri ve bu bilesimlerden elde edilen kompakt seramiklerin
fiziksel özellikleri
Agirlikça % Referans karisim Sinterleme ilavelerinin
arttirildigi karisim
A1203 0-1,3 0- l ,3
Yiginsal yogunluk (g/cmB) 3.09 g/cm3 3,20
Bagil yogunluk (%) 95,0* 97,0**
Faz bilesimi (ß : a) 78 : 22 73 : 27
*Teorik yogunluk = 3.25 g/cm3
**Teorik yogunluk: 3.30 g/cm3
Bu bilesim 1725°C'de 150 dakika boyunca azot gazi akisi altinda basinçsiz
sinterlendiginde bagil yiginsal yogunluk degeri, sinterleme ilavesindeki yani tane
siniri bileseni miktarindaki artisa ragmen, yalnizca %97'ye kadar artmistir.
Bu durum tane siniri fazi miktarinin iki kat arttirilmasi ile dahi yari miktarda tane
siniri fazi içeren gaz basinçli sinterlenen numunelerle kiyaslanabilecek seviyede
bir yogunluk elde edilemeyecegini göstermistir. Unutulmamalidir ki tane siniri
fazi miktarinin artmasi kesici takimin asinma dayanimini olumsuz etkileinektedir.
Üçüncü Örnek
Ikinci örnekte kullanilan referans karisim yeniden referans olarak kullanilmis ve
bu bilesime Ti, Zr, Hf gibi IV. grup elementlerinin de eklenmesiyle elde edilen
seramik kompaktlarin fiziksel özellikleri incelenmistir. Birbirinden farkli bu
bilesimler ve bu bilesimlerden elde edilen seramik kompaktlarin fiziksel
özellikleri Tablo 3 ile verilmistir. Burada verilen referans karisim ve IV. grup
elementi ilavesi yapilan diger karisimlar bulus konusu yöntem (100) kapsaminda
1725°C,de 150 dakika boyunca azot akisi altinda basinçsiz olarak sinterlenmistir.
Tablo 3.' Referans seramik malzeme karisimi ile bu karisima IV. grup
elementlerinin ilavesiyle elde edilen kansimlann bilesimleri ve bu bilesimlerden
elde edilen kompakt seramiklerin fiziksel özellikleri
Agirlikça %
Yiginsal
Faz oranlari
Tablo 3'ten de gözlendigi üzere az miktarlarda IV. grup elementi ilayesiyle
neredeyse tam yogunluk degerleri elde edilmistir. Ayrica tabloda yer alan karisim
2, karisim 3 ve karisim 4,ün sinterleme sonrasi agirlik kaybi egrileri Sekil 2 ile
verilmistir.
Tanimlanan bütün örneklerde % 1,4 oksijen (yaklasik % 2,8 SiOz) içeren u-Si3N4
tozu kullanilmistir.
Bu numunelere uygulanan kesme testleri gri dökme demirin (GGIS) ile
gerçeklestirilmistir. Test sartlari; kesme hizi: 1000 m/dk, ilerleme: 0,60
mm/devir ve kesme derinligi=2 mm seklindedir.
Buna göre; GPS yöntemi ile (gaz basinçli) sinterlenen ve % 100 yogunluga sahip
karisim 1 ve Tablo 3'te verilen ve basinçsiz olarak sinterlenen karisim 3'ten elde
edilen seramik kompaktlara ait kesme testi sonuçlari Sekil 3 ile verilen grafik
üzerinden görülebilmektedir. 5665 m kesme uzunlugundan sonra basinçsiz
sinterlenen karisim 3 ve gaz basinçli sinterlenen karisim 1`in kenar asinmasi 0,56
mm ölçülmüstür.
3550 m kesme uzunlugundan sonra, basinçsiz sinterlenen karisim 3 kompaktmin
çentik asinmasi 0,80 mm ölçülürken, gaz basinçli sinterlenen karisim 1
kompaktinin çentik asinmasi 0,76 mm ölçülmüstür. Bu ölçümler de Sekil 4 ile
verilen grafikte gösterilmistir. Sonuç olarak, kenar asinmasi için basinçsiz
sinterlenen numunelerin asinma performanslari basinçli sinterlenen numunelerle
ayni, çentik asinmalari ise benzer bulunmustur.
SiAlON seramik malzeme karisiminin hazirlanmasi
Bu seramik karisiminm su içerisinde atritör degirmende
ögütülmesi
Ögütülen karisiminin kurutulmasi
Kurutulan karisimir'iin yas ürün sekline preslenmesi
Preslenen yas ürünlerin atmosfer basincinda (basinçsiz) ve
azot gazi akisi ortaminda sinterlenmesi
3.0 -I- Kansim 3
+ . Karisim 4
2,5 -0- Karisim 2
Agirlik kaybi %
Sinterleme sicakligi (°C)
Kenar asinmasi (mm)
Çentik asinmasi (mm)
Ü Karisim 1'e ait basinçli slnterienmls seramik kompakt
{ Karisim 3'e ait basinçaiz sinterlenmis seramik kompakt
Kesme uzunlugu (m)
ü Kansim 1'e alt basinçli alnterlenmls seramik kompakt
. .Ãg Kansim 3'9 alt basinçaiz alnterlenmls seramik kompakt
Kesme uzunlugu (m)
Claims (12)
1. Çogunlukla kesici takim uygulamalarinin yapiminda kullanilan, sinterleme aktivitesi arttirilmis ve en temel halinde; - xiin m/M oranini, Minin çok katyonlu bir karisimin degerligini, m'nin 10 Si-N baglarinin Al-N baglariyla kismi yer degistirme miktanni ve n'in Si-N baglarinin Al-O ile yer degistirme miktarini temsil ettigi MxSi12-m- - z'nin 0 ila 1, tercihen 0,1 ila 0,3 araliginda bir degere sahip oldugu Si6_zAlZOzNg.z genel formülüne sahip, en az bir ß-SiAlON ikincil faz ve 15 - kristal ya da amorf yapida en az bir taneler arasi üçüncül faz içeren; taneler arasi üçüncü] fazin - en az bir Ca elementi, - itrium veya atom numarasi 62,den büyük nadir toprak elementlerinden 20 az biri, - atom numarasi 62'ye esit veya küçük nadir toprak elementlerinden en az - IV. grup elementlerinden en az birinden olusmasi ile karakterize edilen bir SiAlON seramik malzeme karisimi.
2. Çok katyonlu bir karisimi temsil eden Miin -en az bir Ca elementi, -itrium veya atom numarasi 62'den büyük olan nadir toprak elementlerinden 30 en az biri ve -atom numarasi 62iye esit veya küçük olan nadir toprak elementlerinden en az birini içerdigi oi-SiAlON birincil bilesen ile karakterize edilen Istem l'deki gibi bir SiAlON seramik malzeme karisimi.
3. IV. grup elementi olarak Ti, Zr ve Hf elementlerinden en az birini içeren taneler arasi üçüncül faz ile karakterize edilen Istem 1 veya 2,deki gibi bir SiAlON seramik malzeme karisimi.
. IV. grup elementlerinin oksitleri, nitrürleri ve/veya karbürlerinden en az birini içeren taneler arasi üçüncül faz ile karakterize edilen Istem 3'teki gibi bir SiAlON seramik malzeme karisimi.
. -Yukaridaki istemlerden herhangi birindeki gibi bir SiAlON seramik malzeme karisiminin hazirlanmasi (101), - bu seramik karisiminin su içerisinde atritör degirmende ögütülmesi (102), - ögütülen karisiminin kurutulmasi (103), - kurutulan karisiminin yas ürün sekline preslenmesi (104), - preslenen yas ürünlerin atmosfer basincinda (basinçsiz) ve azot gazi akisi ortaminda sinterlenmesi (105) adimlari ile karakterize edilen bir kompakt seramik üretim yöntemi (100).
. Si3N4, AlN, A1203 bilesikleri, kalsiyum oksit ve nitrürlerini bulunduran gruptan seçilmis en az bir bilesigin, itriyum veya atom numarasi 62'den büyük olan nadir toprak elementlerinin oksit ve nitrürlerini bulunduran gruptan seçilmis en az bir bilesigin, atom numarasi 62`ye esit veya küçük olan nadir toprak elementlerinin oksit ve nitrürlerini bulunduran gruptan seçilmis en az bir bilesigin ve sinterleme aktivitesini arttirmak adina IV. grup elementlerinin oksit, nitrür ya da karbürlerini içeren gruptan seçilen en az bir bilesigin kullanildigi SiAlON seramik malzeme karisiminin hazirlanmasi (101) adimi ile karakterize edilen Istem 5'teki gibi bir kompakt seramik üretim yöntemi (100).
. Oksit bazinda yer alan IV. grup elementinin, toplam seramik karisiminin agirliginin % 0,2 ila 2`si kadar oldugu SiAlON seramik malzeme karisiminin hazirlanmasi (101) adimi ile karakterize edilen Istem 6'daki gibi bir kompakt seramik üretim yöntemi ( 100). I
8. Ögütülen seramik malzeme karisiminin' baglayici, plastiklestirici ve yaglayici ile karistirildiktan sonra kurutuldugu, ögütülen karisimin kurutulmasi (103) adimi ile karakterize edilen Istem 5'teki gibi bir kompakt seramik üretim yöntemi (100).
9. IV. grup elementlerinin katkisi sonucu Si3N4'ün tane siniri fazi içerisindeki çözünürlügünün artmasindan dolayi, sicakligin 1750°C altindaki degerlerde tutularak Si3N4*ün ayrismasinin azaltildigi yas . 15 gibi bir kompakt seramik üretim yöntemi (100).
10. Istem 5 ila 9'dan herhangi birindeki gibi bir yöntem (100) ile üretilen ve içerigindeki (I-SiAlONzß-SiAlON oraninin agirlikça 20:80 ila 80:20 araliginda olmasi ile karakterize edilen bir kompakt seramik.
11. Taneler arasi üçüncül bilesen hacminin, toplam malzeme hacminin %3- 16`si kadar olmasi ile karakterize edilen Istem 10'daki gibi bir kompakt seramik. 25
12. Taneler arasi üçüncü] bilesen hacminin, toplam malzeme hacminin %5-8`i . kadar olmasi ile karakterize edilen Istem ll'deki gibi bir kompakt seramik.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TR2014/15024A TR201415024A1 (tr) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Bir sialon seramik malzeme karışımı ve bu malzemenin kullanımıyla kompakt seramik üretim yöntemi. |
DE112015005570.3T DE112015005570T5 (de) | 2014-12-12 | 2015-12-02 | Eine SiAION-Keramikmaterialmischung und Keramikpressstück-Herstellungsverfahren unter Verwendung dieses Materials |
PCT/TR2015/050222 WO2016093783A1 (en) | 2014-12-12 | 2015-12-02 | A SiAlON CERAMIC MATERIAL MIXTURE AND CERAMIC COMPACT PRODUCTION METHOD USING THE SAID MATERIAL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TR2014/15024A TR201415024A1 (tr) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Bir sialon seramik malzeme karışımı ve bu malzemenin kullanımıyla kompakt seramik üretim yöntemi. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TR201415024A1 true TR201415024A1 (tr) | 2016-07-21 |
Family
ID=55305042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TR2014/15024A TR201415024A1 (tr) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | Bir sialon seramik malzeme karışımı ve bu malzemenin kullanımıyla kompakt seramik üretim yöntemi. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE112015005570T5 (tr) |
TR (1) | TR201415024A1 (tr) |
WO (1) | WO2016093783A1 (tr) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111943685B (zh) * | 2020-08-24 | 2021-06-25 | 燕山大学 | 一种具有高温塑性的超细晶Sialon基陶瓷材料及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002070419A2 (en) | 2001-03-01 | 2002-09-12 | Hasan Mandal | Multication doped alpha-beta sialon ceramics |
WO2008068283A2 (de) * | 2006-12-06 | 2008-06-12 | Ceramtec Ag | WERKSTOFF AUF DER BASIS VON SiAlONen |
-
2014
- 2014-12-12 TR TR2014/15024A patent/TR201415024A1/tr unknown
-
2015
- 2015-12-02 WO PCT/TR2015/050222 patent/WO2016093783A1/en active Application Filing
- 2015-12-02 DE DE112015005570.3T patent/DE112015005570T5/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112015005570T5 (de) | 2017-08-24 |
WO2016093783A1 (en) | 2016-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tojo et al. | Heat capacity and thermodynamic functions of zirconia and yttria-stabilized zirconia | |
JPH07277814A (ja) | アルミナ基セラミックス焼結体 | |
Larker | Reaction sintering and properties of silicon oxynitride densified by hot isostatic pressing | |
JP2014506194A (ja) | サイアロン系材料で作られた切削工具 | |
Zhou et al. | Tailoring the mechanical properties of silicon carbide ceramics by modification of the intergranular phase chemistry and microstructure | |
Van Rutten et al. | Phase formation of Ca-α-sialon by reaction sintering | |
TR201415024A1 (tr) | Bir sialon seramik malzeme karışımı ve bu malzemenin kullanımıyla kompakt seramik üretim yöntemi. | |
KR20080061314A (ko) | 양호한 내 노치 마모성을 요하는 분야에 사용되는 세라믹재료 및 이 세라믹 재료로 만들어진 절삭공구 | |
Elias et al. | Reaction sintered silicon nitride: Part 1 The influence of oxygen and water vapour contamination on strength and composition | |
KR102086570B1 (ko) | 제어된 경도와 인성을 가지는 절삭공구용 사이알론 세라믹스 소재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 소재 | |
Teow et al. | Effect of Fe2O3 on the densification behaviour and mechanical properties of zirconia-toughened alumina (ZTA) composites prepared by two-stage sintering | |
Yang et al. | Improvement of mechanical properties and corrosion resistance of porous β‐SiAlON ceramics by low Y2O3 additions | |
Liu et al. | Microstructural evolution of Ti4+-doped calcium hexaaluminate ceramics | |
Lukianova et al. | New method of free silicon determination in pressureless sintered silicon nitride by Raman spectroscopy and XRD | |
Hyuga et al. | Fabrication of pressureless sintered dense β-SiAlON via a reaction-bonding route with ZrO2 addition | |
Chen et al. | Preparation of zirconium pyrophosphate bonded silicon nitride porous ceramics | |
Santos et al. | α-SiAlON–SiC composites obtained by gas-pressure sintering and hot-pressing | |
Bandyopadhyay | The in situ formation of Sialon composite phases | |
US10221102B2 (en) | Sialon composite and cutting tools made thereof | |
Hillinger et al. | Direct Synthesis and Sintering of Silicon Nitridenitanium Nitride Composite | |
SE451195B (sv) | Keramiskt material baserat pa kiselnitrid | |
Wittmer et al. | Development of β-Si 3 N 4 for Self-Reinforced Composites | |
CN110506034A (zh) | 氧化锆烧结体及其制造方法 | |
JP2517253B2 (ja) | 高強度ジルコニア系焼結体の製造法 | |
Ye et al. | High infrared transmission of Y3+–Yb3+-doped α-SiAlON |