Si3N4 esaslı kompozitlerin mikrodalga yöntemiyle sinterlenmesi

Bu doktora tezinin temel amacı, düşük dielektrik kayıp faktörüne sahip olan Si3N4 esaslı seramiklerin süseptörler ya da sinterleme katkılarının yardımıyla dielektriksel özelliklerinin geliştirilerek mikrodalga enerjini absorplama yeteneklerinin arttırılması ve bu sayede mikrodalga yöntemiyle sinterlenmeleri amaçlanmıştır. Comsol ve FDTD simülasyonları, deneylerde kullanılan dikdörtgensel kaviteye sahip tek modlu mikrodalga fırının boyutları baz alınarak Si3N4 esaslı kompozitlerin mikrodalga sinterlenmesinde SiC (silisyum karbür) en uygun süseptör olarak belirlenmiştir. Deneylerin ilk aşamalarında SiAlON tozlarında sinterleme katkısı kullanılmamış, daha sonraki deneylerde ise SiAlON içerisine ağırlıkça %2.5, %5 ve %17 TiN ilavesi yapılmıştır. Bunun yanısıra ağırlıkça %5 ZrO2 içeren Si3N4 tozu için mikrodalga sinterleme denemeleri yapılmıştır. Dielektriksel ölçüm sonuçları, TiN ilavesinin SiAlON'un dielektriksel özelliklerini iyileştirdiğini göstermiş ve mikrodalga sinterleme sırasında daha yüksek sıcaklıklara çıkılmasını sağlamıştır. Si3N4 içerisine yapılan ZrO2 ilavesinin ise dielektriksel özellikleri çok az miktarda iyileştirdiği görülmüştür. Mikrodalgaların faz, mikroyapı ve mekanik özellikler üzerine etkileri çalışılmış ve geleneksel yöntemlerle üretilen kompozitler ile karşılaştırılarak çalışmanın önemi enerji ve zaman tasarrufu açışından vurgulanmıştır.