SiAlON-based ceramics are some of the most typical oxynitride ceramic materials, which can be used as cutting tools for heat-resistant super-alloys (HRSA). SiAlON can be fabricated by using gas-pressure reactive sintering from the raw materials, nitrides and oxides such as Si3N4, AlN, Al2O3, and Yb2O3. In this study, we fabricate Ybm/3Si12-(m+n)Alm+nOnN16-n (m=0.3, n=1.9, 2.3, 2.7) ceramics by using gas-pressure sintering at different sintering temperatures. Then, the densification behavior, phase formation, microstructure, and hardness of the sintered specimens are characterized. We obtain a fully densified specimen with β- SiAlON after gas-pressure sintering at 1820℃ for 90 min. under 10 atm N2 pressure. These SiAlON ceramic materials exhibited hardness values of ~92.9 HRA. The potential of these SiAlON ceramics for cutting tool application is also discussed.

Si3N4에 2wt% Al2O3와 6wt% Y2O3을 첨가한 분말을 가스압 소결 방법으로 시편을 제조하였다. 이때 소결시 시간변화에 따른 공기 중에서 마모 특성을 비교하였다. 소결 시간에 따른 마모 특성의 변화는 기계적 성질, 즉, 파괴인성 등이 영향을 주는 것으로 나타났다. 소결 시간이 길어지면 큰 elongated 입자의 과잉성장에 따라 곡강도 및 파괴인성이 낮아져 이 결과 마모가 증가되었다. 이때 나타난 결과에 의하면 공기 중에서 질화규소의 마모특성에 영향을 주는 인자는 여러 가지 기계적 특성 중에서 파괴인성 및 곡강도가 미치는 영향이 크게 나타났다.