Silicon carbide with sialon was prepared by hot pressing and transient liquid-phase sintering, and the effects of sintering atmosphere and starting phases on their microstructural characteristics were investigated. The sintered SiC with Sialon composition(Y2O3, AlN, Si3N4) in argon atmosphere had high sintered density and large aspect ratio. But sintered specimens in nitrogen atmosphere showed low aspect ratio and small grian size, becuase of the retardation of phase transformation and grain growth. Addition of Y-Sialon powder to SiC also retarded the phase transformation to ${\alpha}$-SiC from ${\beta}$-SiC and densification. The SiC specimen prepared from the starting ${\beta}$-SiC powder with Sialon composition(Y2O3, AlN, Si3N4) showed the highest fracture toughness about 6.0 MPa$.$m1/2.
Reaction Bonded Silicon Carbide(RBSC) has been used for engineering ceramics due to low-temperature fabrication and near-net shape products with excellent structural properties such as thermal shock resistance, corrosion resistance and mechanical strength. Recently, attempts have been made to develop hot gas filter with gradient pore structure by RBSC to overcome weakness of commercial clay-bonded SiC filter such as low fracture toughness and low reliability. In this study a fabrication process of porous RBSC with multi-layer pore structure with gradient pore size was developed. The support layer of the RBSC with multi-layer pore structure was fabricated by conventional Si infiltration process. The intermediate and filter layers consisted of phenolic resin and fine SiC powder were prepared by dip-coating of the support RBSC in slurry of SiC and phenol resin. The temperature of $1550^{\circ}C$ to make Si left in RBSC support layer infiltrate into dip-coated layer to produce SiC by reacting with pyro-carbon from phenol resin.
Porous self-bonded silicon carbide (SBSC) ceramics were fabricated at temperatures ranging from 1750 to $1850^{\circ}C$ using SiC, Si, C as starting materials and Al as an optional sintering additive. The effect of Al addition on the porosity and strength of the porous SBSC ceramics were investigated as functions of sintering temperature and Si:C ratio. The porosity increased with decreasing the Si:C ratio and increasing the sintering temperature. It was possible to fabricate SBSC ceramics with porosities ranging from 37% to 44% by adjusting the Si:C ratio and the sintering temperature. Addition of Al additive promoted densification and necking between SiC grains, resulting in improved strength. Typical flexural strengths of SBSC ceramics with and without Al addition were 44 MPa and 34MPa, respectively.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.20
no.12
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pp.3847-3855
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1996
In order to study the relationship between static and cynamic behaviors of silion caride, both quasi-static indentaiton and impact experiments of spherical particle have been conducted. The difference inmaterial behavior when using the two mehtods suggests a loading rate difference in the damate pattrern and fracture strength of silicon carbide. This investigation showed some difference in damage pattern according to particla property, especially inthe case of particle impact. There was no differences in deformation behaviors according to the loading rate when the crater profiles were compared with each other at the same contact radius. From the result of residual strength evaluation, it was found that the strength degradation began at the initiation of ring crack and its behavior was colsely related to morphologies of the damage developed which was also dependent upon the extent of deformation atthe loaidng point. In the case of static indentation, there didnot exist the particle property effects onthe strength degradation behavior.
Kim, Gwang-Cheol;Park, Chan-Il;Nam, Gi-Seok;Im, Gi-Yeong
Korean Journal of Materials Research
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v.10
no.4
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pp.276-281
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2000
Silicon carbide(SiC) films were grown on modified Si(111) surface with a SiNx in the NH$_3$surrounding. Thickness of SiC films was decreased with increasing of the nitridation time. Also, voids having crystal defects were removed at interface of SiC/Si according to growth parameters. SiC films were grown on SiNx/Si substrate of 100, 300 and 500nm thickness. SiC films were deposited along [111] direction and columnar grains of SiC crystal. The void-free film was observed in the interface of SiC/SiNx. This result suggests that fabrication of SiC devices are applied to SiNx replacing silicon oxide in SOI structure.
Macroporous silicon carbide (SiC) ceramics were fabricated by powder processing and polymer processing using carbon-filled polysiloxane as a precursor. The effects of the starting SiC polytype, template type, and template content on porosity and flexural strength of macroporous SiC ceramics were investigated. The ${\beta}$-SiC powder as a starting material or a filler led to higher porosity than ${\alpha}$-SiC powder, owing to the impingement of growing ${\alpha}$-SiC grains, which were transformed from ${\beta}$-SiC during sintering. Typical flexural strength of powder-processed macroporous SiC ceramics fabricated from ${\alpha}$-SiC starting powder and polymer microbeads was 127 MPa at 29% porosity. In contrast, that of polymer-processed macroporous SiC ceramics fabricated from carbon-filled polysiloxane, ${\beta}$-SiC fillers, and hollow microspheres was 116MPa at 29% porosity. The combination of ${\alpha}$-SiC starting powder and a fairly large amount (10 wt%) of $Al_2O_3-Y_2O_3$ additives led to macroporous SiC ceramics with excellent flexural strength.
The dependence of photoluminescence (PL) and photoluminescence itation (PLE) on preparation condi-tions and the aging of porous silicon carbide (PSC) have been investigatted. The fiber size of the material pre-pared under dark-current mode, labele d DCM, was larger than that of the photoassisted (PA)process.The intensity of the PL spectrum for the PA condition was higher than that of the DCM condition. The PA condition giving small fiber size exhibited amore prominent high-energy component but the emission bands of both con-ditionsobserved were rather similar. The origin of the PL may have played an importantrole in the surface defect center introduced by the reaction conditions ofHFatthe surface of the silicon carbide. Selective excita-tion of the PL bandsusingdifferent excitation wavelengths has been used to identify distinct componentswith-in the PL bandwidth. Two main PL bands with peak wavelength of494 and534 nm were clearly resolved. On the other hand, selectivc emission of the PLEbands using different emission wavelengths has been used to identify distinct components within the PLE bandwidth. The higher energy band with peak wavelength of 338 nm and the lower energy bands involving 390,451 and 500 nm were clearly resolved. According to the pro-ionged aging in air, PL spectra appearedasone band, This emission probably originated from states localized to the band-to-band recombination due to the oxidation on the crystallite surface.
This paper systematically investigates the influence of device parameters spread on the current distribution of paralleled silicon carbide (SiC) MOSFETs. First, a variation coefficient is introduced and used as the evaluating norm for the parameters spread. Then a sample of 30 SiC MOSFET devices from the same batch of a well-known company is selected and tested under the same conditions as those on datasheet. It is found that there is big difference among parameters spread. Furthermore, comprehensive theoretical and simulation analyses are carried out to study the sensitivity of the current imbalance to variations of the device parameters. Based on the concept of the control variable method, the influence of each device parameter on the steady-state and transient current distributions of paralleled SiC MOSFETs are verified separately by experiments. Finally, some screening suggestions of devices or chips before parallel-connection are provided in terms of different applications and different driver configurations.
Thorium dioxide (ThO2)-silicon carbide (SiC) composite fuel pellets were fabricated via the spark plasma-sintering (SPS) method to investigate the role of the addition of SiC in enhancing the thermal conductivity of ThO2 fuel. SiC particles with an average size of 1㎛ in 10 and 15 vol% were used to manufacture the composite pellets. The changes in the composites' densification, microstructure and thermal conductivity were explored by comparing them with pure ThO2 pellets. The structural and microstructural characterization of the composite pellets has revealed that SPS could manufacture high-quality composite pellets without having any reaction products or intermetallic. The density measurement by the Archimedes principles and the grain size from the electron back-scattered diffraction (EBSD) analysis has indicated that the composites have higher densities and smaller grain sizes than the pellets without SiC addition. Finally, thermal conductivity as a function of temperature has revealed that sintered ThO2-SiC composites showed an increase of up to 56% in thermal conductivity compared to pristine ThO2 pellets.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.27
no.2_2
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pp.397-402
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2024
Silicon carbide materials undergo an oxidation reaction in a high-temperature oxidizing environment and show different characteristics depending on the test temperature and time. In particular, the added oxides form a secondary phase within the sintering process and exhibit different oxidation characteristics depending on the added sintering materials. Therefore, to evaluate the oxidation characteristics, the weight of the test piece and the thickness of the oxidation layer were observed, and the structure and oxidation characteristics of the material were analyzed using SEM. SEM observation showed that an oxide layer was formed on the surface of the liquid sintered silicon carbide material after it was oxidized at 1200 ℃, 1300 ℃, and 1400 ℃ for 10 hours, respectively. Then, a bending test was performed at each temperature on the test piece with the oxidation layer formed to evaluate the change in flexural strength. The strength was 466.6 MPa at 1200 ℃, 363.1 MPa at 1300 ℃, and 350.8 MPa at 1400 ℃. Al2O3-SiO2 oxidized at 1200 ℃ for 10 hours showed an increase in strength of about 21.0 MPa compared to the data before the oxidation test.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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