SiAlON seramiklerinin statik ve dinamik sertliklerinin analizleri

Abstract

Sialon seramiği katı hal toz sentezi sonrasında toz mekanokimyasal metodla aktivasyon edilerek üretildi. Statik ve dinamik sertlikler Vickers ve Knoop ucu kullanılrak analiz edildi. Geleneksel mikrosertlik ve derinlik duyarlı mikrosertlik (DDM) ölçümleri sırası ile Future-Tech FM 700 ve DUH-201S cihazlar ile yapıldı. Vickers uç ile elde edilen sonuçlar, uygulanan yükün artması ile sertlik değerlerinin arttığı, ters çentik boyutu etkisi (RISE) gösterirken, Knoop ucu ile elde edilen sonuçlar, uygulanan yükün artması ile sertlik değerlerinin azaldığı, çentik boyutu etkisi (ISE) gösterdi. Statik sertlik deneylerinden elde edilen veriler, Meyer kanunu, Hays-Kendall modeli, Orantılı numune direnci modeli, ve düzeltilmiş orantılı numune direnci modeli kullanılarak analiz edildi. Hays-Kendall modelinin yükten bağımsız statik sertliği (HLI) belirlemede en etkili model olduğu bulundu. Sialon seramik numunesinin yük-yerdeğiştirme eğrileri, 200'den 1800 mN'a kadar değişen farklı pik yükü seviyelerinde elde edildi. Yük-yerdeğiştirme eğrilerinden hesaplanan dinamik mikrosertlik değerleri, statik mikrosertlik değerlerinde olduğu gibi, yüke bağlı bir davranış (çentik boyutu etkisi) gösterdi. Çentik boyut etkisi davranışı (ISE), Meyer Kanunu, Hays-Kendall yaklaşımı, orantılı numune direnci modeli (PSR) ve geliştirilmiş orantılı numune direnci (MPSR) modeli ve Nix-Gao modeli ile analiz edildi. Sonuç olarak, Sialon seramiğinin mikrosertliğinin belirlenmesinde en uygun modelin Nix-Gao modeli olduğu bulundu.

Sialon ceramic produced by solid state powder synthesis then activated by mechanochemical milling method. The static and dynamic hardness were analyzed using Vickers and Knoop indenter. Conventional microhardness and depth-sensing microhardness (DDM) measurements were performed by Future-Tech FM 700 and DUH-201S apparatus, repectively. While The Vickers indenter experimental results revealed that the static hardness exhibit reverse indentation size effect, where the apparent microhardness increase with increasing applied load (RISE), the Knoop indenter experimental results exhibit indentation size effect (ISE), where the apparent microhardness increase with decreasing applied load. The experimental static hardness data were analyzed using Meyer?s law, Hays?Kendall?s model, the proportional specimen resistance (PSR) model, and the modified PSR (MPSR) model. The Hays-Kendall model is found to be the most effective one for load-independent static hardness (HLI) determination of the SiAlON ceramic. The indentation load-displacement curves of the Sialon ceramic were drawn by different peak load levels ranging from 200 to 1800 mN. Dynamic microhardness values calculated from loading?unloading curves exhibited peak load dependence, i.e., indentation size effect, as that of static microhardness values. The indentation size effect (ISE) was analyzed by using the Meyer?s law, the Hays-Kendall approach, the Proportional Specimen Resistance model (PSR), the Modified Proportional Specimen Resistance model (MPSR) model, and Nix-Gao model. Consequently, Nix-Gao model was found to be the most effective one for determination of microhardness of Sialon ceramic.