Si3N4 esaslı kompozit malzemelerin elektriksel ve ısıl iletkenliklerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu doktora tezinin temel amacı, yalıtkan özelliğe sahip Si3N4 esaslı seramiklerin elektriksel iletkenliğinin arttırılarak fonksiyonel kullanım alanlarını genişletmektir. Bu amaçla çeşitli elektriksel iletkenlik teorileri ve segrege ağ yapısı yaklaşımı temel alınarak ekonomik olarak ucuz, kolay ve yenilikçi bir üretim prosesi geliştirilmiştir. Geleneksel partikül takviyeli kompozit yaklaşımından farklı olarak hacimce % 2,5 - 10 aralığında nano boyutta oksit (TiO2) ve oksit dışı (TiCN, SiC) tozlar ile küresel SiAlON esaslı granüller mekanik olarak kaplanmıştır. Elde edilen kompozit malzemeler ilave türüne göre Gaz basınçlı (GPS), spark plazma (SPS) ve basınçsız sinterleme metotları ile sinterlenmiştir. Nihai kompozitlerde ilave türüne bağlı olarak granül sınırlarında hacimce % 2,5 ilave miktarında bile, iletken bir ağ yapısı oluşturularak, kompozitlerin mekanik ve fiziksel diğer özellikleri kötüleştirilmeden, elektriksel iletkenlik sağlanmıştır. Üretilen kompozit malzemeler geleneksel yöntemlerle üretilen kompozitler ile karşılaştırılarak çalışmanın önemi vurgulanmıştır. Uygulanan proses ile sadece elektriksel iletkenlik özelliği değil yüksek ısıl yayınım değerleri de elde edilerek, prosesin farklı özelliklerin eldesinde başarı ile kullanılabileceği kanıtlanmıştır.