Abstract
For the process control of silicon nitride gelcasting, the composition effect of acryamide system on the viscosity of slip and mechanical property of gelcast green body were investigated. The slip was prepared by ball milling of silicon nitride suspension prepared with acrylamide monomer and polyelectrolyte dispersant after premixing them by attritor. The slip mixed with initiator was vacuum deaired and cast into molds, and then polymerized. The consolidated green body was obtained by drying the gelated slip. The viscosity measument and the diametral compression test was done to evaluate the rheological behaviro of slip and mechanical property of gelcast body, respectively. Experimental results showed that the high solid loading of silicon nitride slip was obtained up to 46 vol% with a low viscosity. The mechanical property of gelcast body mainly increased with increasing the concentration of monomer. The gelcast body was machinable above the ∼3 MPa of tensile strength. The relative density of pressured-sintered body was 98.5% at 1760$^{\circ}C$, 3 h.
Si3N4 겔캐스팅공정 제어를 위하여, 슬립 조성의 영향이 슬립의 점성특성과 성형체의 기계적 특성 및 소결체의 밀도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 아크릴아마이드 모노머, 고분자전해질, 그리고 질화규소의 혼합물을 어트리터에 예비혼합한 후 볼밀링하여 슬립을 제조하였다. 개시제가 혼합된 슬립을 진공탈포하고 몰드에 주입하고 중합을 진행하였으며, 겔화된 슬립을 건조하여 성형체를 얻었다. 슬립의 특성과 성형체의 기계적 특성을 평가하기 위해, 슬립의 점도 측정과 직경방향 압축시험을 행하였다. 그 결과, near net shaping을 위한 낮은 점도를 갖는 46 vol%의 고농도 질화규소 슬립의 제조가 가능하였다. 성형체가 기계적 특성은 주로 모노머의 농도에 비례하여 증가하였다. 또한, 겔캐스트 성형체의 인장강도가 약 3MPa이 넘으면 기계적 가공이 가능하였으며, 겔캐스팅 성형체를 176$0^{\circ}C$, 3시간 상압소결하여 약 98.5%의 상대밀도를 얻을 수 있었다.
