Effect of SiC Particle Size on the Microstructure and Mechanical Properties Of Al2O3-SiC Composite

The effect of SiC particle size on the microstructures and mechanical properties of A1$_2$O$_3$-SiC composite was investigated. Two types of SiC powders having average particle sizes of 0.15 ${\mu}{\textrm}{m}$ and 3 ${\mu}{\textrm}{m}$ were used. The grain growth in the specimen containing 0.15 ${\mu}{\textrm}{m}$ SiC was effectively inhibited due to the fine SiC particles. However, after the formation of some abnormal grains, fast and exaggerated grain growth occurred which led to the microstructure of large grains with irregular shape. Fracture strength decreased due to the abnormal large grains. On the other hand, for specimen containing 3 ${\mu}{\textrm}{m}$ SiC showed normal grain growth behavior from initial sintering stage. Large SiC particles, however, effectively inhibited exaggerated grain growth after nucleation of a few abnormal grains. As a consequence, microstructure consisted of homogeneous elongated grains. In the A1$_2$O$_3$-2.5SiC(0.15 ${\mu}{\textrm}{m}$)-2.5SIC(3 ${\mu}{\textrm}{m}$) composite fabricated by mixing the two types of SiC powder, abnormal grain growth occurred. However, the good fracture strength was maintained regardless of microstructural changes in this specimen.

Al2O3-SiC 복합재료의 미세조직 및 기계적 물성에 미치는 SiC 원료분말의 크기 영향

서로 다른 크기의 SiC 원료분말을 첨가한 A1$_2$O$_3$-SiC 복합재료의 미세조직과 그에 따른 기계적 물성의 변화를 관찰하였다. 0.15 $mu extrm{m}$의 SiC가 첨가된 복합재료의 경우 기지상의 입성장이 효과적으로 억제되었다 그러나, 소수의 비정상입자가 생성된 이후에는 이들 입자의 급격한 성장으로 불규칙한 형상의 커다란 입자로 구성된 미세조직을 보이며, 파괴강도값은 급격히 감소하였다. 3 $\mu\textrm{m}$의 SiC가 첨가된 경우에는 기지상의 입성장이 일어났으나, 소수의 비정상입자가 생성된 이후에는 과도한 입성장은 억제되고 일정한 크기의 비정상입자가 시편 전체에 균일하게 형성된 미세조직을 보였다. 한편, 0.15 $\mu\textrm{m}$와 3 $\mu\textrm{m}$의 SiC 입자를 동시에 첨가한 시편은 균일한 크기의 비정상입성장의 미세조직을 보였으나, 비정상입성장이 일어났음에도 불구하고 기계적 물성은 우수하게 유지되었다 즉, 비정상입성장에 의해 미세조직에는 큰 변화가 일어났으나, 파괴강도값에는 변화가 없었다.