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Development of calcium stabilized nitrogen rich α-sialon ceramics along the Si_(3)N_(4):1/2Ca_(3)N_(2):3AlN line using spark plasma sintering

引用

Journal of Advanced ceramics 2020年第5期9卷 606-616页

作者： B.A.AHMED T.LAOUI A.S.HAKEEM Department of Mechanical Engineering College of Electrical and Mechanical EngineeringNational University of Sciences and TechnologyIslamabad 44000Pakistan Department of Mechanical and Nuclear Engineering University of SharjahSharjah 27272United Arab Emitates Center for Advanced Materials Research Research Institute of Sciences and EngineeringUniversity of SharjahSharjah 27272United Arab Emitates Center of Excellence in Nanotechnology King Fahd University of Petroleum and MineralsDhahran 31261Saudi Arabia

Calcium stabilized nitrogen rich sialon ceramics having a general formula of Ca_(x)Si_(12-2x)Al_(2x)N_(16) with x value(x is the solubility of cation Ca in α-sialon structure)in the range of 0.2-2.2 for compositions lying along the Si_(3)N_(4):1/2Ca_(3)N_(2):3AlN line were synthesized using nano/submicron size starting powder precursors and spark plasma sintering(SPS)*** development of calcium stabilized nitrogen rich sialon ceramics at a significantly low sintering temperature of 1500℃(typically reported a temperature of 1700℃ or greater)remains to be the highlight of the present *** SPS processed sialons were characterized for their microstructure,phase and compositional analysis,and physical and mechanical ***,a correlation was developed between the lattice parameters and the content(x)of the alkaline metal cation in the α-sialon ***-densified single-phase nitrogen rich α-sialon ceramics were achieved in the range of 0.53(3)≤x≤1.27(3).A nitrogen richα-sialon sample possessing a maximum hardness of 22.4 GPa and fracture toughness of 6.1 MPa·m^(1/2) was developed.

关键词： nitrogen rich sialon ceramics α-sialon calcium sialons spark plasma sintering(SPS) liquid phase sintering

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