自韧氮化硅陶瓷技术EI

概述了自韧氮化硅陶瓷技术的最新进展，并对影响柱状氮化硅陶瓷原位形成的因素及影响自韧氮化硅陶瓷断裂韧性的因素进行了分析。     

含有定向生长颗粒的氮化硅陶瓷的研究进展

简单介绍了氮化硅陶瓷的性质，其中通过加入第二相晶种或者自增韧形成的含有定向生长颗粒的氮化硅陶瓷具有优良的力学和热学性能，可以克服传统氮化硅陶瓷的脆性。同时介绍了制备这种陶瓷的加工工艺和国内外的研究现状。     

氮化硅陶瓷晶界相研究进展

晶界相对氮化硅陶瓷性能有重要作用,研究晶界相的性能对断裂韧性、高温强度的提高有重要意义。介绍了氮化硅陶瓷的显微结构、性能和应用,重点评述了氮化硅陶瓷晶界相的形成、特点、影响因素以及晶界相对力学性能和摩擦磨损性能的影响。提出了当前研究中存在的问题,并展望了未来氮化硅的研究方向。     

自韧氮化硅陶瓷的研究进展

评述了自韧氮化硅的发展概况及研究现状，讨论了显微结构及力学性能的相互关系及其研究进展，指出了存在的问题及发展趋势。     

氮化硅晶须对反应烧结氮化硅多孔陶瓷介电性能的影响

以硅粉和氮化硅晶须为原料,通过添加30%(质量分数)成孔剂球形颗粒,以聚乙烯醇作粘结剂,采用干压成型工艺,反应烧结制备了多孔氮化硅陶瓷,分析对比了氮化硅晶须对反应烧结氮化硅多孔陶瓷介电性能的影响.实验结果表明,随着氮化硅晶须加入量的升高,氮化硅多孔陶瓷的介电常数和介电损耗都升高,介电性能恶化.     

自蔓延高温合成氮化硅多孔陶瓷的研究进展

多孔氮化硅陶瓷兼具有高气孔率和陶瓷的优异性能, 在吸声减震、过滤等领域具有非常广泛的应用。然而, 目前常规的制备方法如气压/常压烧结、反应烧结-重烧结以及碳热还原烧结存在烧结时间长、能耗高、设备要求高等不足, 导致多孔Si₃N₄陶瓷的制备成本居高不下。因此, 探索新的快速、低成本的制备方法具有重要意义。近年来, 采用自蔓延高温合成法直接制备多孔氮化硅陶瓷展现出巨大潜力, 其可以利用Si粉氮化的剧烈放热同时完成多孔氮化硅陶瓷的烧结。本文综述了自蔓延反应的引发以及所制备多孔氮化硅陶瓷的微观形貌、力学性能和可靠性。通过组分设计和工艺优化, 可以制备得到氮化完全、晶粒发育良好、力学性能与可靠性优异的多孔氮化硅陶瓷。此外还综述了自蔓延合成多孔Si₃N₄陶瓷晶界相性质与高温力学性能之间的关系, 最后展望了自蔓延高温合成多孔Si₃N₄陶瓷的发展方向。     

863项目：高品质氮化硅超细粉末的低成本规模化制备

氮化硅及氮化硅基复相陶瓷是当代公认的最重要的高温先进陶瓷之一。作为高温结构陶瓷已在陶瓷刀具、轴承上实现了产业化，并是陶瓷发动机高温部件的首选材料。此外，氮化硅作为功能陶瓷也有巨大潜力。但是，目前氮化硅粉末主要是在高温条件下由硅粉和氮化合而成，反应时间长达72h以上，周期长，耗能多，粉末成本高，国内价格在250～400元/kg。     

三种机械密封材料的摩擦磨损性能研究

研究了3种核主泵用机械密封陶瓷材料(氮化硅、氧化铝和碳化硅)在室温干摩擦条件下及水润滑条件下分别与氮化硅陶瓷球对磨的摩擦磨损性能。研究结果表明,在与氮化硅球干摩擦的3种材料中氧化铝陶瓷具有最大的摩擦系数和最小的磨损质量,氮化硅具有最小的摩擦系数。在氮化硅陶瓷自配对摩擦副摩擦磨损试验中,水润滑条件下氮化硅摩擦系数及摩擦质量损失都有很大程度的减小,且摩擦系数随转速增加而减小。综合考虑力学性能和摩擦磨损性能,选择氮化硅陶瓷作为核主泵机械密封材料更合适。     

Si3N4/W高温共烧陶瓷的制备与研究

氮化硅陶瓷具有良好的热导率与优异的力学性能，在大功率电子器件中具有较好的应用前景。实现氮化硅陶瓷与金属的高温共烧对其在电子器件中的应用具有重要意义。高温共烧技术常用氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷和氮化铝陶瓷作为基板材料，鉴于此，本工作以氮化硅陶瓷为基板材料，结合流延成型、丝网印刷以及高温共烧技术制备氮化硅多层共烧组件，探究烧结助剂(Er₂O₃)含量对氮化硅陶瓷性能的影响，并对氮化硅多层组件脱粘工艺、界面结构与成分和导电性能进行分析与讨论。结果表明：Er₂O₃含量为9%(质量分数，下同)时，可得到相对密度、收缩率、热导率和抗弯强度分别为95.35%、10.33%、69.94 W/(m·K)和(807.33±10.34) MPa的氮化硅陶瓷。适用于氮化硅多层组件的脱粘工艺为：在真空下以1℃/min的速率升温到600℃并保温1 h。共烧后氮化硅多层组件中的W层厚度约为7μm, W层与陶瓷层界面明显，既存在机械互锁型结构，也有界面反应发生，产物为W₅Si₃。组件的薄层方阻...     

氮化硅基多孔陶瓷的制备技术、孔隙结构控制方法及其研究进展

氮化硅基多孔陶瓷充分发挥了氮化硅陶瓷和多孔陶瓷的特性,受到全球材料界的广泛关注.总结了国内外氮化硅基多孔陶瓷的研究现状,概述了氮化硅基多孔陶瓷的制备技术,重点分析了氮化硅基多孔陶瓷的孔隙结构控制.针对不同应用领域对材料结构和性能的不同要求,指出孔隙结构的精确控制、不同相组成控制方法和降低工艺成本是今后氮化硅基多孔陶瓷的发展趋势.     

氮化硅陶瓷轴承润滑技术的研究现状与发展趋势

针对氮化硅陶瓷轴承润滑的研究现状,通过对氮化硅陶瓷轴承摩擦及磨损机理的分析,系统阐述了氮化硅陶瓷轴承现有的润滑技术,包括水(基)润滑、油(基)润滑、气体润滑、自润滑及其他润滑;介绍了有关氮化硅陶瓷轴承润滑技术的发展趋势,分析讨论了现有氮化硅陶瓷轴承润滑存在的问题,并对今后氮化硅陶瓷轴承的润滑技术进行了展望。     

陶瓷刀具的磨损机理

使用陶瓷刀具进行了连续切削试验，试件材料为ＡＩＳＩ１０４０钢，切速范围从５ｍ／ｓ到１１ｍ／ｓ，对前、后刀面的磨损机理进行了研究。结果表明亚微细粒的氧化锆韧化氧化铝组织有最高的耐磨性。而掺入了碳化钛（ＴｉＣ）、氮化钛（ＴｉＮ）和氧化铬（ＺｒＯ２）的氧化铝组织相比之下耐磨性要低一些。化学稳定性低似乎是碳化硅晶须强化的氧化铝、氮化硅和碳化钨类陶瓷性能不良的原因。     

氮化硅纳米复合陶瓷的抗氧化性与耐蚀性研究

采用极性分散剂和超声分散技术，在氮化硅微米粉中加入碳化硅纳米粉真空热压制备出氮化硅／碳化硅（n)纳米复合陶瓷，研究了纳米增强相对纳米复合陶瓷抗氧化性与耐蚀性的影响。结果表明：随着SiC纳米粉的含量的增加，纳米复合陶瓷在空气中加热时抗氧化性增强，其中含15％SiC纳米粉的纳米复合陶瓷抗氧化性最好；纳米复合陶瓷的耐碱性也非常好，适于在酸、碱性环境中使用。     

自韧化氮化硅陶瓷的研究与进展

本文阐述了近年来自韧化Ｓｉ３Ｎ４陶瓷技术的研究情况，对自韧化Ｓｉ３Ｎ４的生长机理、影响柱状Ｓｉ３Ｎ４生长的各种因素，以及自韧化Ｓｉ３Ｎ４的断裂韧性、强度、韦伯模数、Ｒ曲线行为、疲劳行为、蠕变行为、氧化行为、抗热震性和热导做了全面的分析和说明，提出了增韧的技术关键是控制柱状Ｓｉ３Ｎ４的尺寸与玻璃相的合理运用。     

烧结条件对强磁场中成型氮化硅织构化的影响

采用凝胶注模成型方法在6T纵向强磁场中制备氮化硅陶瓷素坯,经磁场外无压烧结制备出a轴或b轴取向的织构化氮化硅陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对氮化硅陶瓷织构化形成的影响规律。结果表明:在本文的烧结条件下α-Si3N4全部转变为β-Si3N4。烧结温度的提高促进了氮化硅陶瓷织构化的提高,从1700℃的0.40增加到1800℃的0.76。烧结温度为1750℃时,烧结时间的延长对织构度的发展几乎没有影响。     

氮化硅多孔陶瓷制备技术的研究进展

多孔氮化硅陶瓷具有优良的机械性能,成为人们研究的热点问题.首次从原料成分设计、成型方法和烧结条件等方面出发阐述了国内外多孔氮化硅陶瓷主要制备技术的最新研究状况,分析了各种制备技术的优缺点,并指出多孔氮化硅陶瓷未来研究的重点是高性能氮化硅陶瓷制备工艺的量化和实际生产的低成本化.     

氮化硅及Sialon陶瓷基材上金刚石膜的沉积

本文用热丝 CVD 法在氮化硅复合陶瓷及 Sialon 陶瓷上沉积了金刚石薄膜,用 X 射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、表面形貌仪、划痕实验仪对所形成的膜及基体进行了分析。初步探讨了膜与基材的附着性影响因素。     

现代结构陶瓷的类别与性能（Ⅴ）

氮化物陶瓷 最常用的氮化物陶瓷为氮化硅和氮化硼。氮化硅陶瓷具有很高的硬度，有自润滑作用，摩擦系数小，耐磨性好，抗氧化能力强，抗热振性大大高于其他陶瓷的。它具有优良的化学稳定性，能耐除氢氟酸以外的其他酸性和碱性溶液的腐蚀，以及抗熔融有色金属的侵蚀。它还具有优良的绝缘性能及低的热膨胀性。其中，由热压烧结法制成的氮化硅陶瓷的强度、韧性都高，主要用于制造形状简单、精度要求不高的零件，如切削刀具、高温轴承等。由反应烧结法制成的氮化硅陶瓷工艺性好，硬度较低，用于制造形状复杂、精度要求高的零件以及用于要求耐磨、耐热、绝缘等场合，如泵密封环、热电偶保护套、高温轴承、增压器转子、缸套、活塞环、电磁泵管道和阀门等。氮化硅陶瓷还是制造新型陶瓷发动机的重要材料。     

凝胶注模成型制备高性能的氮化硅陶瓷(Ⅱ)-冷等静压、粉料氧化处理和气压烧结对材料性能的影响

在对氮化硅粉料进行助烧剂包覆和凝胶注模成型的基础上,研究了冷等静压凝胶注模成型氮化硅坯体、氧化氮化硅包覆料和气压烧结制度对凝胶注模成型氮化硅陶瓷的抗弯强度和韦泊尔模数的影响冷等静压有利于提高凝胶注模成型氮化硅陶瓷的力学性能.合适的粉料氧化制度和烧结制度都能提高材料的抗弯强度和韦泊尔模数.实验采用优化的工艺,制备出的氮化硅陶瓷的三点弯曲强度和两参数韦泊尔模数(20个试样)分别高达944.7±29.5MPa和33.9.     

晶须增强氮化硅陶瓷自生复合材料

本文提出了两种制备氮化硅陶瓷自生复合材料的方法:以氟化钙为添加剂,对硅坯体直接进行氮化;经预氮化后的反应烧结氮化硅多孔体,在含酚醛树脂和硅酸乙酯的无水乙醇溶液中浸渍处理后,再经过高温热处理,分别可得到以β-Si₃N₄和β-SiC晶须增强的氮化硅陶瓷复合材料。同时,还对生长条件对晶须的形态,以及自生晶须对氮化硅陶瓷力学性能的影响进行了探讨。