Abstract
The nature, degree, and evolution of contact damage from Hertzian contacts in silicon nitride-boron nitride composites($Si_3N_4-BN$) are investigated as a function of boron nitride content. The strong deviations of indentation stress-strain from elastic response indicate exceptional plasticity in $Si_3N_4-BN$. The absence of ring cracks or cone cracks on the surfaces is observed, indicating a high damage tolerance. Subsurface quasi- plastic deformation by shear stress is considerable and microdamage is widely distributed within the region below the contact. Shear faults associated with local microfailures play a precursor role in plasticity of this material. When boron nitride content increases, $Si_3N_4-BN$ becomes softer and more quasi-plastic.
질화규소-질화붕소 복합재료의 접촉하중에 의한 손상거동을 질화붕소 첨가량의 함수로 고찰하였다. Indentation응력-변형율 곡선은 선형성을 벗어나 소성 특성을 갖는 재료임이 밝혀졌으며, 재료 표면으로 부터의 ring이나 cone형상의 균열 대신 표면하부에 전단응력에 의한 마이크로 크기의 준소성 변형 영역이 넓게 형성되어 손상저항성이 높은 재료로의 활용이 기대되었다. 이 때 마이크로 파괴와 연관된 shear faults가 이 재료의 소성을 갖도록 하는데 중요한 역할을 하였다. 질화붕소의 첨가량이 증가함에 따라 질화규소-질화붕소 재료는 보다 soft해지고 준소성의 특성을 나타내었다.
