Propriétés élastiques et anélastiques du nitrure de silicium à haute température

Authors: G. Roebben, O. Van Der Biest (2000)

Résumé

Un dispositif de technique d’excitation par impulsion (IET) a été utilisé pour étudier les propriétés élastiques et anélastiques du nitrure de silicium. La méthode d’essai implique l’excitation de la vibration d’une éprouvette librement suspendue en tapant doucement sur l’éprouvette avec un petit projectile. Les fréquences principales (de résonance) de la vibration libre de l’éprouvette sont liées aux modules d’élasticité par des équations standard. L’amortissement ou friction interne (Q-1) est calculé à partir de la décroissance exponentielle de l’amplitude de vibration. Des essais ont été effectués à température ambiante sur un nitrure de silicium fritté, avant et après un traitement thermique. Le traitement thermique (1700 K, 5 heures) entraîne la cristallisation des phases de joints de grains initialement amorphes. L’effet de la cristallisation sur les propriétés élastiques est bien détectable (E augmente). Des essais ont également été effectués dans un four pour mesurer la friction interne en fonction de la température. La différence de Q-1 entre le nitrure de silicium traité thermiquement et celui à l’état fritté est très prononcée. Un pic de Q-1 est observé à des températures autour de 1360 K, la température de transition vitreuse des phases intergranulaires. Ce pic est causé par la dissipation d’énergie de vibration dans les poches triples amorphes, qui sont le résidu des additifs de frittage. La hauteur du pic est liée à la quantité de ces poches dans le matériau. Par conséquent, on peut conclure que le traitement thermique induit une diminution de la quantité de phase intergranulaire amorphe.

Plus d’informations disponibles ici : https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.325-326.167