질화규소의 소결 및 기계적 특성에 미치는 소결첨가제 혼합방법의 영향

Effect of Mixing Method of Sintering Additives on the Sintered and Mechanical Properties of $Si_3N_4$

소결첨가제($3Al_2O_3{\cdot}5Y_2O_3$, YAG)를 질화규소에 공침방법으로 첨가하여, 통상적인 기계적 혼합 방법으로 준비된 혼합분말에 대한 혼합균일성과 소결 및 기계적 특성을 조사, 비교하였다. 준비된 혼합분말들을 SIMS를 사용하여 분말 표면과 내부의 조성을 비교분석한 결과, 공침법을 사용할 경우 소결첨가제가 $Si_3N_4$ 표면에 피복된 상태로 존재하고 있음을 나타내어 기계적 혼합에 비해 우수한 균일혼합효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 공침법에 의한 균일혼합효과는 $Si_3N_4$ 분말소결체의 소결밀도 및 미세구조의 개선을 수반하여 기계적 강도의 향상을 이룰 수 있음을 확인하였다.

$Si_3N_4$ powders were mixed with sintering additives($3Y_2O_3{\cdot}5Al_2O_3$, YAG) by coprecipitation method. Mixing homogeneity, sintered and mechanical properties of coprecipitation-mixed powder compacts were compared with those of mechanically-mixed ones. SIMS-analysis for composition on the surface and in the matrix of prepared powder mixtures showed that the added YAG exists mainly on the $Si_3N_4$ powder surfaces in a form of coating. From this result it could be concluded that coprecipitation method is superior to mechanical mixing in the mixing homogeneity. This mixing homogeneity can accompany an improvement in sintered density, microstructure and consequently the mechanical properties of sintered bodys.