Thermal stability of electroconductive TiN-reinforced silicon oxynitride composites

Abstract

The thermal stability and oxidation behavior of TiN-reinforced silicon oxynitride (Si 2 N 2 O) composites with different sintering additives fabricated by in-situ reaction forming process was investigated at temperatures ranging from 950 to 1400°C in air. The oxide scale was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and electron probe microanalysis. The influence of sintering additives on the oxidation kinetics and rate-controlling mechanisms was also investigated. The thermal stability of these TiN-reinforced Si 2 N 2 O composites was found to be dominated by the oxidation of TiN phase. Die thermische Stabilität und das Oxidationsverhalten von TiN-verstärkten Siliziumoxynitrid (Si 2 N 2 O) Kompositen mit verschiedenen Sinterzusätzen und hergestellt durch in-situ Reaktions-formpressen wurde für einen Temperaturbereich von 950–1400°C in Luftatmosphäre untersucht. Die Oxidationsschicht wurde mit Hilfe von Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie und Elektronensonde charakterisiert. Der Einfluß der Sinterzusätze auf die Oxidationskinetik und den Raten bestimmenden Mechanismus wurde ebenso untersucht. Es zeigte sich, daß die thermische Stabilität dieser TiN-verstärkten Si 2 N 2 O-Komposite durch die Oxidation der TiN-Phase bestimmt wird. On a étudié la stabilité et l'oxydation, sous air, entre 950° et 1400°C, de composites d'oxynitrure de silicium (Si 2 N 2 O) renforçés par TiN; ces composites comportent différents additifs de frittage et sont fabriqués par un procédé de formage réactionnel. La couche d'oxyde a été caractérisée par diffraction de rayons X, microscopie à balayage et microsonde de Castaing. On s'est également intéressé à l'influence des additifs de frittage sur la cinétique d'oxydation et sur ses mécanismes. La stabilité de ces composites de Si 2 N 2 O renforçés par TiN semble contrôlée par l'oxydation de TiN.