J o u r n a l o f A d v a n c e d C e r am i c s 2 0 1 5 , 4 ( 1 ) : 3 1 -3 8 I S SN 2 2 2 6 -4 1 0 8 DO I : 1 0 . 1 0 0 7 / s 4 0 1 4 5 -0 1 5 -0 1 2 8 -2 CN 1 0 -1 1 5 4 / TQ R e s e a r c h A r t i c l e www . s p r i n g e r . c om / j o u r n a l / 4 0 1 4 5 M i c r o s t r u c t u r e a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f S i C f / S i B C N c e r am i c m a t r i x c om p o s i t e s J i a y i n g WANG , Z h i h u a YANG , X i a om i n g DUAN , D e c h a n g J IA * , Y u ZHOU I n s t i t u t e f o r A d v a n c e d C e r am i c s , H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y, H a r b i n 1 5 0 0 8 0 , C h i n a R e c e i v e d : A u g u s t 2 9 , 2 0 1 4 ; A c c e p t e d : S e p t em b e r 1 7 , 2 0 1 4 © T h e A u t h o r ( s ) 2 0 1 5 . T h i s a r t i c l e i s p u bl i s h e d w i t h o p e n a c c e s s a t S p r i n g e r l i n k . c om A b s t r a c t : S i C f i b e r r e i n f o r c e d S i B CN c e r am i c m a t r i x c om p o s i t e s ( CM C s ) h a v e b e e n p r e p a r e d b y m e c h a n i c a l a l l o y i n g a n d c o n s o l i d a t e d b y h o t p r e s s i n g . D u r i n g t h e s i n t e r i n g p r o c e s s , am o r p h o u s S i C f i b e r s c r y s t a l l i z e d s e r i o u s l y a n d t r a n s f o rm e d i n t o -S i C . M e a nw h i l e , t h e i n t e r f a c i a l c a r b o t h e rm a l r e a c t i o n s c a u s e d t h e s t r o n g b o n d i n g b e tw e e n t h e m a t r i x a n d f i b e r s . A s a r e s u l t , S i C f / S i B CN f r a c t u r e d i n a t y p i c a l c a t a s t r o p h i c m a n n e r . R o om -t em p e r a t u r e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s r e a c h e d t h e m a x im um s f o r t h e CM C s am p l e s s i n t e r e d a t 1 9 0 0 ℃/ 6 0 M P a / 3 0 m i n . T h e d e n s i t y , f l e x u r a l s t r e n g t h , Y o u n g ' s m o d u l u s a n d f r a c t u r e t o u g h n e s s a r e 2 . 5 6 ± 0 . 0 2 g / cm 3 , 2 8 4 . 3 ± 1 7 . 9 M P a , 1 8 3 . 5 ± 1 1 . 1 G P a a n d 2 . 7 8 ± 0 . 1 4 M P a m 1 / 2 , r e s p e c t i v e l y . K e yw o r d s : h o t p r e s s i n g ; c om p o s i t e s ; m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ; f i b e r 1 I n t r o d u c t i o n S i B CN c e r am i c s h a v e b e e n w i d e l y i n v e s t i g a t e d d u e t o t h e i r b e t t e r h i g h -t em p e r a t u r e p r o p e r t i e s s u c h a s o x i d a t i o n [ 1 -3 ] a n d c r e e p r e s i s t a n c e [ 4 , 5 ] , w h i c h a r e e x p e c t e d t o b e a p p l i e d i n a e r o s p a c e a n d a n t i -a b l a t i o n s t r u c t u r e s i n t h e f u t u r e . R e c e n t l y , v a r ] . M a s s a b l a t i o n r a t e a n d l i n e a r a b l a t i o n r a t e o f C f / S i B CN c om p o s i t e s a r e n am e l y 1 5 . 2 m g / s a n d 0 . 0 4 5 5 mm / s u n d e r a n o x y a c e t y l e n e t o r c h e n v i r o nm e n t r e s p e c t i v e l y , w h i c h a r e n o t a b l y m o r e t h a n t
i o u s m e t h o d s t o f a b r i c a t e t h e s e n o v e l c e r am i c s h a v e b e e n a t t em p t e d s ...