Heat‐Resistant Silicon Carbide with Aluminum Nitride and Erbium Oxide

Abstract

Fully dense SiC ceramics with high strength at high temperature were obtained by hot-pressing and subsequent annealing under pressure, with AlN and Er 2 O 3 as sintering additives. The ceramics had a self-reinforced microstructure consisting of elongated SiC grains and a grain-boundary glassy phase. The strength of these ceramics was ϳ550 MPa at 1600°C, and the fracture toughness was ϳ6 MPa⅐m 1/2 at room temperature. The beneficial effect of the new additive composition on high-temperature strength might be attributable to the introduction of aluminum from the liquid composition into the SiC lattice, resulting in a refractive grain-boundary glassy phase.

Understanding large plastic deformation of SiC nanowires at room temperature

“…Moreover, an intergranular amorphous film (IAF) with thickness of 0.6 to 0.9 nm between grains was found as a result of aluminium added as sintering aid [19]. Since aluminium is always used to restrict the lateral growth in their synthesis, the IAF is most likely to exist in SiC NWs [20].…”

Influence of microstructures on mechanical behaviours of SiC nanowires: a molecular dynamics study

“…The effective charge on Si and C are 1.201e and −1.201e, respectively (e being the unit of electronic charge). To study the mechanical behaviour induced by an IAF, we consider an IAF with thickness equal to 0.75 nm, which lies in the middle of the measured ranges [16]. The 3C-crystal segments were generated by an ordered sequence of three basic structural modules of tetrahedral bonding in SiC [24], SDs by randomly ordered sequences of these modules and TWs by anti-ordered sequences in comparison with that of 3C segments.…”

“…We note that the microstructures of SiC NWs synthesized in laboratories usually consist of [111]-oriented 3C-structured segments [14], stacking defects (SD) [4] and twins (TW) [15]. Moreover, an intergranular amorphous film (IAF) with a thickness of ∼0.6-0.9 nm between grains was formed as a result of aluminium added as a sintering aid [16]. Since aluminium is usually used to restrict their lateral growth, IAFs most likely exist in SiC NWs [17].…”

Sinterização e caracterização mecânica e microestrutural de cerâmicas de SiC aditivadas com misturas de AIN/Dy2O3 e AIN/Yb2O3

“…As combinações de óxido de terras raras e AlN têm mostrado também melhorar a tenacidade à fratura de SiC (46) Na sinterização por fase líquida de SiC os auxiliares de sinterização de óxidos reagem com o AlN e com o SiO 2 que está sempre presente na superfície das partículas de SiC, levando a formação de uma massa fundida que contribui com o aumento da densificação (57) . No entanto, a reação dos óxidos com o SiC e a formação de produtos gasosos, decorrentes de reações químicas e também por reações de decomposições podem levar a alta perda de massa e porosidade (3) .…”

“…As setas das micrografias de mostram uma pequena deflexão do caminho da trinca nos contornos de grãos no início de sua propagação. Acreditou-se que esta condição seria a mais indicada, pois se conhece que o tamanho de grão muito maior poderia produzir um efeito negativo nas propriedades mecânicas da cerâmica (57) . Para o NYbSiC na forma de barras a escolha da temperatura de sinterização foi semelhante, de 1850°C pelo fato de as pastilhas terem fornecido maior massa específica real (3,57 g.cm Observa-se que a massa específica aparente das cerâmicas na forma de barras teve uma diminuição na segunda casa decimal em relação aos valores encontrados para as pastilhas nas mesmas temperaturas de sinterização e que foram apresentados na Tabela 5.2, mostrando que a forma do corpo afeta a densificação das cerâmicas.…”