Tác động của việc bổ sung TiO2 lên hành vi oxi hóa của các thể dạng đã được nung kết từ hệ Si3N4-Y2O3-Al2O3-AlN

Nghiên cứu đã điều tra tác động của hàm lượng TiO2 đến sự oxi hóa của các thể dạng đã được nung kết từ hệ Si3N4-Y2O3-Al2O3-AlN thông thường. Các mẫu nung kết được tạo ra từ Si3N4, Y2O3, Al2O3 và AlN với tỉ lệ 100 : 5 : 3 : 3 wt% và chứa TiO2 trong khoảng từ 0 đến 5 wt% so với Si3N4, đã được nung ở nhiệt độ 1775 °C trong 4 giờ dưới áp suất 0.5 MPa của N2. Quá trình oxi hóa ở 1200 đến 1400 °C trong tối đa 100 giờ đã được thực hiện trong môi trường khí khô và khí ẩm. Mối quan hệ giữa sự tăng trọng lượng và thời gian oxi hóa được xác nhận tuân theo quy luật parabol. Năng lượng kích hoạt giảm với hàm lượng TiO2. Trong các pha có trong mẫu bị oxi hóa ở 1300 °C trong 100 giờ trong không khí khô, Y3Al5O12 và TiN, vốn đã tồn tại trước khi oxi hóa, đã biến mất. Alpha-cristobalite và Y2O3·2TiO2 (Y2T) đã xuất hiện thay thế và tăng lên theo hàm lượng TiO2. Trong các mẫu bị oxi hóa ở 1400 °C, α-cristobalite là pha chiếm ưu thế và chỉ chứa một lượng rất nhỏ Y2O3·2SiO2 và Y2T. Có xu hướng hình thành nhiều α-cristobalite hơn trong quá trình oxi hóa trong không khí ẩm so với không khí khô. Do đó, độ ẩm được xác nhận là có ảnh hưởng đến sự kết tinh của SiO2 hình thành trong quá trình oxi hóa. Dựa vào năng lượng kích hoạt thấp hơn, sự kết tinh, và sự hình thành lỗ rỗng, chúng tôi kết luận rằng việc bổ sung TiO2 làm giảm khả năng chống oxi hóa.