
Silicon Carbide Fiber-Reinforced Silicon Nitride Composites
Die Herstellung und die thermomechanischen Eigenschaften von SiC-Monofilament- und SiC-Fasertow-verstärkten reaktionsgebundenen Siliziumnitrid-Matrix-Verbundwerkstoffen (SiC/RBSN) und vollständig dichten SiC-Monofilament-verstärkten Siliziumnitrid-Matrix-Verbundwerkstoffen (SiC/Si3N4) wurden untersucht.
Die SiC/RBSN-Verbundwerkstoffe weisen eine hohe Festigkeit und Zähigkeit sowie eine niedrige Wärmeleitfähigkeit im Ausgangszustand auf, sind jedoch anfällig für interne Oxidation und eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften im mittleren Temperaturbereich von 400 bis 1100 °C. Das Problem der internen Oxidation kann durch funktional abgestufte oxidationsbeständige Beschichtungen auf den Außenflächen des Verbundwerkstoffs vermieden werden.
Andererseits weisen die vollständig dichten SiC/SiC3N4-Verbundwerkstoffe, die unter Verwendung von SiC-Monofilamenten und druckunterstützten Sinterverfahren hergestellt wurden, eine mäßige Festigkeit und eine begrenzte Dehnungsfähigkeit jenseits der Rissbildung in der Matrix auf. Vorteile, Nachteile und potenzielle Anwendungen von SiC-faserverstärkten Siliziumnitrid-Matrix-Verbundwerkstoffen, die mit verschiedenen Fasertypen und Verarbeitungsmethoden hergestellt werden, werden diskutiert.