Abstract

Addition of large particles restrains densification by small particles in mixed particle systems. In the present study, large SiC whiskers or particles were introduced into small particles for restraining densification and the mixtures were sintered using yttrium aluminum garnet (Y$_3$A1$\sub$5/O$\sub$12/, YAG) as a sintering additive. By controlling the content of large SiC whiskers or particles and the applied pressure during sintering, porous SiC ceramics, with a porosity ranging from 0.3% to 39%, were fabricated. Porosity increased with increasing the content of restraining materials. SiC whiskers were more effective than large SiC partcles for restraining densification. Permeability of the porous SiC ceramics increased with increasing the porosity. Flexural strength decreased with increasing porosity. A noticeable increase in strain to failure was observed in the porous ceramics with a porosity ranging from 18% to 39%.

일반적으로 혼합분말의 소결에서 작은 입자에 큰 입자의 첨가는 소결성의 저하를 가져온다. 본 연구에서는 이러한 원리를 이용하여 작은 SiC 입자에 큰 SiC 휘스커 또는 큰 SiC 입자를 첨가하여 소결성을 저하시키고, YAG(Y$_3$A1$_{5}$O$_{12}$)상을 소결 첨가제로 사용함으로서 다공질 SiC 세라믹스를 제조하였다. 제조된 다공질 SiC 세라믹스의 기공율은 큰 입자의 함량과 소결 압력을 제어함으로서 0.3-39% 범위에서 제어할 수 있었다. 기공율은 큰 입자의 함량이 증가함에 따라 증가하였고, SiC 휘스커를 첨가하는 것이 큰 SiC 입자를 첨가하는 것 보다 기공율을 높이는데 효과적이었다. 제조된 다공질 세라믹스에서 기체의 통기성은 기공율이 증가함에 따라 증가하였고, 굽힘강도는 기공율이 증가함에 따라 감소하였다. 기공율이 18% 이상인 다공질 SiC 세라믹스의 경우에 주목할 만한 변형율이 관찰되었다.

Keywords

• Porous ceramics;
• SiC;
• Flexural strength;
• Strain-tolerant behavior