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結構陶瓷如氮化矽(Si N )、碳化矽(SiC)、氧化鋁(Al O )、氧化鋯(ZrO ) 等皆具高強度,耐高溫、耐腐蝕、耐磨耗、化學安定性高等優的性質.但同時具低應 變量,低破裂 性(fracture toughness),強度分散性大等脆性材料的特徵.因其 性不足,會降低結構元件的可靠性.陶瓷複合材料(CMC,Ceramic Matrix Compos ites)可增進材料的 性及強度,故位受囑目.表一顯示各種陶瓷複合材料具有更為 優越的性質. 陶瓷複合材料主要是以粒子或纖維加入陶瓷基材(Ceramic Matrix)中,而具有強化 及 化的效果.例如添加ZrO 粒子,然後利用ZrO 的相變態而達到 化的效果.在添 加纖維的陶瓷複合材料中,若以長纖(continuous fiber)加入,則複合材料具有方 向性,且製作過程較為複雜.而鬚晶(whisker 一般直徑約幾個μm, 長度數+μm )在基材內因任意排列而不具方向性,且製程與一般結構陶瓷相似.所以通常以添加 鬚晶為主.其中,碳化矽鬚晶在1600℃仍具相當強度,故常使用於陶瓷複合材料 .例如碳化矽鬚晶添加於Si N 、Al O 、MoSi 中,可製成 性較好的陶瓷複合材 料. 本實驗是以常壓燒結製作Si N -SiC 鬚晶複合材料,希望以較低廉、方便的方法得到 性質更為優越的材料.在Si N 中添加SiC 鬚晶具有強化及 化的效果,由本實驗結 果顯示,以UBE-SN10的Si N 為基材添加5w% 鬚晶複合材料在1750℃經4小 時燒結後,具有強化效果,強度由565MPa 提高至595MPa,但 性則變差,而添加10w% 鬚晶以上的複合材料,由於鬚晶阻礙 緻密化,導致密度、強度及 性都降低.複合材料的性質不但受SiC 鬚晶的影響而且 與Si N 燒結後的結晶狀態有關.起始粉末含較多的α-Si N 或燒結體的結晶為微 細鬚晶狀的β-Si N 時,則可得到強度、 性較高的Si N 或是Si N 的複合材料.
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