Abstract
In order to make the electroconductive $Si_3N_4$-TiN composities, the Si-Ti(N) compacts were nitrided at $1450^{\circ}C$ for 20hours, and then they were post-sintered by a gas-pressure-sintering technique at 1TEX>$1950^{\circ}C$ for 3.5 hours. As starting powders, commercial si powder of about $10\mu\textrm{m}$, two types of Ti powders of 100 and 325 mesh, and fine-sized TiN of $2.5\mu\textrm{m}$ powders were used. In the $Si_3N_4$-TiN sintered bodies used Ti powders, the relative density and fracture strength and electrical conductivity are low due to the existence of large amounts of coarse pores. However, in the $Si_3N_4$-TiN composite used TiN powder, the fracture toughness, fracture strength and electrical resistivity were $5.0MPa{\cdot}m^{1/2}$, 624MPa and $1400{\omega}cm$, respectively. The dispersion of TiN particles in the composite inhibited the growth of $Si_3N_4$ in the shape of rod and made strong strain field contrasts at the $Si_3N_4$-TiNinterfaces. It was recognized that microstructural control is required to improve the electrical conductivity and mechanical properties of $Si_3N_4$-TiN composites by dispersing TiN particles homogeneously.
전도성 $Si_3N_4$-TiN 세라믹 복합재료를 제조하기 위해 성형체를 $1450^{\circ}C$에서 20시간 질화처리한 후 $1950^{\circ}C$에서 3.5시간 가스압소결 기술에 의해 후소결하였다. 초기 분말로 약 $10\mu\textrm{m}$로 된 상용 Si분말, 100mesh와 325mesh로된 Ti분말, 그리고 미세한 $\2.5mu\textrm{m}$ TiN분말을 사용하였다. Ti분말울 사용한 $Si_3N_4$-TiN 소결체에서 상대밀도 및 파괴인성값은 다량의 조대한 기공의 존재로 인하여 낮은 값을 보였다. 그러나 TiN분말을 사용한 $Si_3N_4$-TiN 복합체에서 파괴인성, 파괴강도 및 전기저항은 각각 $5.0MPa{\cdot}m^{1/2}$, 624MPa 그리고 $1400{\omega}cm$였다. 복합체에서 TiN 업자의 분산은 $Si_3N_4$ 업자의 조대한 봉상형태로의 성장올 방해하며 $Si_3N_4$/TiN 계면에 강한 변형장울 만든다. $Si_3N_4$-TiN 복합체의 전기전도도 및 기계적 특성을 향상시키기 위해 TiN 업자가 균일하게 분산 된 미세조직 제어가 요망된다.
