A Study on Sintering and mechanical Properties of Sinter/HIPed SiC Whisker/$Al_2O_3$ Composite

Sinter/HIP 공정으로 제조한 SiC whisker/$Al_2O_3$ 복합재료의 소결 및 기계적 물성에 관한 연구

Effects of sintering additives and sintering temperatures on the sintering behavior and mechanical properties of SiC whisker reinforced alumina composites have been investigated in this study. Dense (>95% TD) composites were obtained by using 2 wt% $Y_2O_3$ as liquid phase sintering additive. But only porous composite could be obtained when the sintering additives were MgO and $TiO_2$, which were known as the sintering additives for solid state sintering of alumina. Bending strength and fracture toughness were enhanced by reinforcement of SiC whisker. It is belived from the microstructure investigation that the enhanced by strength and toughness could be attribute to the reinforcing and grain growth inhibition effects of SiC whisker. After HIP treatment, fully dense composites were obtained and further enhanced mechanical properties achieved.

Alumina 세라믹스의 기계적 물성 증진을 위하여 SiC whisker로 강화시키고 소결 조제 및 소결 온도의 영향을 고찰하였다. Whiker의 소결억제 효과로 인하여 고상소결을 촉진하는 MgO나 $TiO_2$를 소결조제로 사용한 경우에서는 치밀한 소결체를 얻을 수 없었으나, 액상을 형성하는 $Y_2O_3$를 2wt% 첨가한 경우에 양호한 소결밀도를 얻을 수 있었다. whisker 첨가에 의한 기지의 기계적 물성의 증진 효과도 함께 얻을 수 있었다. 강화 효과는 보강재인 whiker 자체의 보강 효과와 함께 입성장 억제 효과가 복합적으로 작용한 것으로 판단되었다. 소결체를 HIP 처리한 경우에는 거의 이론 밀도까지 이르는 아주 치밀한 소결체의 제조가 가능하였으며, 기계적 물성은 상압소결 후의 결과에 비하여 향상됨을 확인할 수 있었다.