Densificacion y microestructura de materiales ceramicos de nitruro de silicio obtenidos mediante sinterizacion y compactacion isostatica en caliente

Resumen

Se ha estudiado la densificacion mediante sinterizacion, compactacion isostatica en caliente (hip) y sinter-hip de ceramicas basadas en nitruro de silicio. Las composiciones ensayadas consistieron en nitruro de silicio sin aditivos, nitruro de silicio con cantidades controladas de itria, itria y alumina, itria y magnesia e itria neodimia. Se ha encontrado que la densidad aumenta al hacerlo la cantidad de aditivos, aunque existe un limite en el efecto beneficioso de la alumina cuando se añade a cantidades fijas de itria. Existe tambien un limite en la densidad cuando se trabaja con ar para valores proximos al estado de prosidad cerrada. Este limite se ha superado utilizando n2 como atmosfera de sinterizacion o aumentando la presion despues de un tiempo de sinterizacion (sinter-hip). Sinter-hip se ha revelado como una tecnica muy sensible al estado de porosidad en el momento de aplicar la presion. La compactacion isostatica en caliente ha obligado a recubrir mediante vidrio a las muestras, consiguiendose densidades teoricas incluso sin aditivos. Un hecho comun a todas las tecnicas empleadas es la transformacion de fasex-b en el si3n4. Esta transformacion ha resultado ser muy dependiente de la temperatura y de los aditivos utilizados, siendo su cinetica de primer orden. Las microestructuras se han analizado mediante tem y han resultado una mezcla de granos de nitruro de silicio, fase intergranular vitrea o cristalina, porosidad. Su aspecto depende de la composicion y metodo de produccion utilizado, destacando una gran densidad de dislocaciones en algunos granos b cuando se aplica presion y el aspecto con monolitico de las muestras densificadas por hip con poros aditivos 2% en peso.