Fracture toughness of hot-pressed Si3N4-graphene composites

The work concerns the influence of microstructure on fracture toughness of hot-pressed silicon nitride-graphene composites. The phase analysis was carried out to identify constituent phases of the matrix. The presence of graphene was controlled by analysis of Raman spectra, and a graphene phase distribution in the composite microstructure was studied by SEM observations with EDS analysis. The microstructural observations of fractures and polished surfaces of the composites were made to determine the arrangement of the graphene phase. The fracture toughness was measured with the use of the three-point bending test on notched beams. The results of KIC measurements were supported in interpretation by the SEM observations of the crack propagation.

---

Praca dotyczy badań nad wpływem mikrostruktury na odporność na pękanie kompozytów grafen - azotek krzemu prasowanych na gorąco. Analizę fazową przeprowadzono w celu zidentyfikowania faz składowych osnowy. Obecność grafenu kontrolowano za pomocą spektroskopii Ramana, zaś dystrybucję grafenu w mikrostrukturze kompozytu badano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej z analizą EDS. Obserwacje mikroskopowe przełomów i powierzchni polerowanych próbek kompozytowych wykonano w celu określenia sposobu ułożenia fazy grafenowej. Odporność na pękanie zmierzono za pomocą trójpunktowego testu zginania belek z karbem. Interpretację wyników pomiaru KIc podparto obserwacjami mikroskopowymi (SEM) propagacji pęknięć.