氧化物添加剂对 Si_2N_2O 粉末生成的影响

氮氧化硅(Si_2N_2O)难于直接从 Si_3N_4和 SiO_2中制取。因此加入少量氧化物添加剂,如 Al_2O_3、Y_2O_3或MgO 于 Si_3N_4和 SiO_2中,在1150～1800℃的温度范围内,对 Si_2N_2O 生成反应的动力学进行了研究。应用 X 射线衍射确定了反应产物。实验结果表明,氧化物添加剂导致液相形成,从而降低了反应的活化能,大大加速了 Si_2N_2O 的生成。生成反应可描述如下:Si_3N_4(c)+SiO_2((?))→2Si_2N_2O(c)Si_3N_4在液相中的溶解是控制性步骤。Si_2N_2O 生成动力学与 Si_3N_4在液相中溶解量的大小有关,与 Si_3N_4的晶型种类无关。Y_2O_3或 MgO 比 Al_2O_3添加剂更有利于 Si_2N_2O 的生成。     

多孔氮化硅表面γ-Y_2Si_2O_7陶瓷涂层的制备及抗热震性能

采用浆料喷涂与高温熔渗结合的方法,以γ-Y_2Si_2O_7和Y_2O_3-Al_2O_3-SiO_2三元氧化物粉体为原料,在多孔Si_3N_4表面制备致密γ-Y_2Si_2O_7陶瓷涂层,采用XRD和SEM测试方法系统研究原料配比及烧结温度对涂层结构、组织和抗热震性能的影响。结果表明:SiO2与Al2O3物质的量之比较高时,涂层为致密γ-Y_2Si_2O_7层和过渡层的双层结构;SiO_2与Al_2O_3物质的量之比较低时,只能形成单层结构;双层结构涂层的抗热震性能优于单层结构涂层。     

Li_2O-Al_2O_3-WO_3三元系中Al_2(WO_4)_3-Li_2WO_4和Al_2(WO_4)_3-Li_2O截面的相平衡研究

本文用 X 射线衍射和差热分析等方法研究了 Li_2O-Al_2O_3-WO_3三元系中 Al_2(WO_4)_3-Li_2WO_4和 Al_2(WO_4)_3-Li_2O 截面相平衡关系。在 Al_2(WO_4)_3-Li_2WO_4赝二元系中生成一新化合物 Al_2(WO_4)_3·Li_2WO_4,该化合物在883±3℃由包晶反应生成。它与 Li_2WO_4形成共晶体系,共晶温度为680±3℃,共晶点组成为90mol%Li_2WO_4。在 Al_2(WO_4)_3-Li_2O 截面中由包晶反应形成一新化合物 Al_2(WO_4)_3·4Li_2O,其包晶反应温度为720±3℃。在这一截面中,在组份45mol%Li_2O 处存在一化合物,该化合物确定为 Al_2(WO_4)_3·Li_2WO_4。Al_2(WO_4)3·4Li_2O 与 Al_2(WO_4)_3·Li_2WO_4形成共晶体系,其共晶温度为682±3℃,共晶点组成约为70mol%Li_2O。     

SiC晶须强化Al_2O_3基体切削工具的性能和制造

陶瓷工具由于切削速度商、寿命长,因此国内外广泛进行研究和发展。以美国为例,由于陶瓷工具的生产费用不断降低,1990年的销售额为12,000万美元,预计2000年将达53,000万美元。近10年来,投入工业生产而成为商品的陶瓷工具除初期的Al_2O_3及Al_2O_3+TiC以外,还有Al_2O_3+ZrO_2、Al_2O_3+TiN、Sialoa(Si_3N_4-Al_2O_3)、Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3、Si_3N_4-TiC以及Al_2O_3+SiC(Si_3N_4)晶须等。虽然目前在金属切削领域中陶瓷刀片只占全部刀片的1～     

Li_2O-Si_3N_4-AlN系统相关系和Li-α′-Sialon的形成

研究了 Li_2O-Si_3N_4-AlN 系统1750℃的等温截面。在 Si_3N_4-Li_2O∶3AlN 连线上,测定了 Li-α′-Sialon 固溶体(Li_(?)Si_(?)Al_(3n)O_nN_(?),2n≤2)区,其稳定范围为2n=0.25～1.50。研究了 Li-α′-Sialon的形成反应和致密化过程。发现在1300～1600℃范围内先生成一个中间相:Li-O′-Sialon,从1600℃才开始并快速地形成 Li-α′-Sialon,1700℃可获得接近理论密度的纯 Li-α′-Silon 相。对 Li-α′-Sialon 的高温稳定性也作了讨论。     

晶界相预合成对 Si_3O_4 陶瓷显微结构和高温力学性能的影响

将 Si_3N_4原料预热处理以及预合成 Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3系的晶界相,两者按适当比例制得的坯体,经无压烧结得到相对密度>97%的 Si_3N_4烧结体。其高温抗弯强度达400MPa(1300℃下),比通常工艺(未经处理的)制得的强度相应提高约25%。用 SEM、TEM 对这种 Si_3N_4试样的显微结构进行了研究分析,解释了强度提高的原因。     

Stability of Phases in SiC and Si_3N_4 Whisker Formation

The stability of the phases in equilibrium is calculated and discussed in order to analyse and predict thereactions in SiC and Si_3N_4 whisker formation.Equilibria among SiC,Si_3N_4,Si_2N_2O,SiO_2 and the gas phaseare evaluated at different C activity,N_2 pressure,and temperature.According to the phase stabilitydiagrams,Si_3N_4 whisker was formed with the increase of N_2 pressure and decrease of C activity;SiC whiskerwas stable with the increase of C activity and decrease of N_2 pressure.In order to control the impure phasesduring the whisker formation,O_2 partial pressure is the most important factor.     

Gibbs Free Energy of Formation of 3Y_2O_3·5Al_2O_3

Thermodynamic properties of 3Y_2O_3·5Al_2O_3 double compound have been determined with CaF_2 single crystal electrolyte galvanic cell at 1049 K to 1230 K.The galvanic cell used can be expressed as: Pt,O_2(g)丨Y_2O_3(s),YOF_((s))丨CaF_2丨YOF_((s)), 3Y_2O_3·5Al_2O_(3(s))丨Al_2O_(3(s))丨O_2(g),Pt, of which the cell reaction is; 3Y_2O_(3(s))+SAl_2O_(3(s))=3Y_2O_3·SAl_2O_(3(s)) The following result is obtained: A_fG°(3Y_2O_3·5Al_2O_3)=-939500+765.90T±710J/mol where,△fG°(3Y_2O_3·5Al_2O_3)is the free energy of formation of 3Y_2O_3·5Al_2O_3 from Y_2O_3 and Al_2O_3.     

RO_x 对 Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃结构和电导率的影响

四元磷酸盐玻璃的 Raman 光谱和 AlO_6丰度变化的研究表明,玻璃的离子电导率主要由活动离子 Na~ 的总数决定,Na_2O 含量越高,其电导率也越高;但是,玻璃结构对电导率也有一定影响。由 AlO_4四面体和(Al—O—P)~-基团构成结构网络的某些 Na_2O—Al_2O_3—P_2O_5玻璃有较高的离子电导率。当以 MgO 替代玻璃中的 Al_2O_3时,由于MgO 只起网络修饰体作用,电导率是单调下降的。以 SiO_2替代 Al_2O_3时,情况有所不同。由于 SiO_2可能兼起网络形成体和修饰体的作用,无疑使玻璃结构变得复杂了。只有在参与网络的 SiO_2达到相当量的情况下,才有希望提高玻璃的电导率。外加 SiO_2到 Na_2O—Al_2O_2—P_2O_5玻璃内,导致玻璃中的 Na~ 离子的相对量降低,所以其电导率总是下降的。     

B_2O_3-La_2O_3-BaO-(Al_2O_3、Ta_2O_3)系统的玻璃生成范围及其性质

本文研究了在三元系统B_3O_3-La_2O_3-BaO中引入不同量的Al_2O_3以后,假三元系统的玻璃生成范围和它们的析晶本领、光性的若干变化规律。结果表明随着Al_2O_3含量的增加,系统的玻璃生成范围不断扩大。尤其是贫B_2O_3边界得以扩充,析晶本领下降。还研究了在B_2O_3-La_2O_3-BaO-Ta_2O_5系统中分别固定B_2O_3的含量为30、45、50、55wt·％时,该系统的实验显示了网络修饰体离子杂化作用对玻璃析晶本领的影响。在此系统中可制得n_D为1.60～1.70,v_D为46～59的光学玻璃。     

Fabrication of Porous Si_3N_4-Lu_2Si_2O_7 Composite Ceramics

To improve the corrosion resistance of porous Si3N4 used in the high temperature environments,which contain water vapor and volatile species,porous Si3N4-Lu2Si2O7 composite ceramics were fabricated by a process of oxidation bonding and pressureless sintering in flowing N 2 atmosphere at the temperatures lower than 1550 ° C.The pores in ceramics were formed by removing the pore-forming agent(phenolic resin).SiO2 derived by the oxidation of Si3N4 at 1250 ° C in air reacted with Lu2O3 at various sintering temp...     

用Y2O3—Al2O3—SiO2—Si3N4钎料连接氮化硅复相陶瓷

研究了用Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｓｉ３Ｎ４,钎料对氮化硅复相陶瓷的连接。对连接界面进行了ＳＥＭ,ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析,接头强度随着保温时间,连接温度的增加而逐渐增加。在达到峰值后,连接强度逐渐降低,在ＹＡＳ钎料中添加氮化硅,可以降低接头界面的热应力,改善接头强度。     

溶胶-凝胶法制备纳米Si_3N_4(Y_2O_3)粉末的研究

本文以硅溶胶、尿素和炭黑为原料，采用溶胶-凝胶碳热氮化法在1500℃、2h条件下制得粒径为50～80nm的Si3N4纳米粉末．比较了由硅溶胶与尿素经氨解合成的前驱体和硅溶胶二种不同起始物料的反应活性，研究了氮化条件对合成反应的影响．结果表明：氨解前驱体使硅溶胶中的结构水排除，有助于加快反应速率，提高产物氮含量．本文同时以Y（NO3）3为添加剂，在溶液状态与硅源混合，合成了Si3N4－Y2O3纳米复合粉末.     

含Y_2O_3－La_2O_3添加剂自增韧Si_3N_4的显微结构和性能

本文研究了Ｙ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３系统添加剂的加入量对自韧Ｓｉ３Ｎ４的显微结构和性能的影响规律。结果表明：在实验的添加剂量范围内，适量的添加剂能促使β－Ｓｉ３Ｎ４柱状晶生长，长径比增大，其强度和断裂韧性增加。     

Calculation of the Quasiternary Systems:Si_3N_4-Y_2O_3-SiO_2,Y_2O_3-SiO_2-BeO and Y_2O_3-Al_2O_3-BeO

Based on the thermodynamic model of Kaufman for the calculation of quasibinary and quasiternary system, numerical method for the calculation of stable equilibrium is developed and thermodynamic data of undefined phases are discussed in this work for several ceramic systems.The calculated isothermal sections in Si3N4-Y2O3-SiO2 system meet well with other previous calculated phase diagrams and experimental results. The diagrams in Y2O3-SiO2-BeO and Y2O3-Al2O3-BeO systems are calculated for the approach of prediction.     

SiC晶须与Si_3N_4颗粒强韧MoSi_2复合材料

采用湿法混合和热压工艺制备了不同Si3N4(p)和SiC(w)体积含量的MoSi2基复合材料,研究了复合材料的显微组织,晶粒大小,硬度、断裂韧性和抗弯强度.结果表明,复合材料的晶粒比纯MoSi2明显细化,且随着强化相添加量的增加而减小,抗弯强度和断裂韧性均大幅度提高,其中MoSi2-20%SiC(w)-20%Si3N4(p)复合材料具有较好的综合力学性能,断裂韧性和抗弯强度分别427 Mpa和10.4 Mpa·m1/2.复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化,韧化机制为细晶韧化和裂纹偏转与分支韧化.     

Si＿3N＿4－Al＿2O＿3－ZrO＿2系陶瓷表面氧化层组成的EPMA分析

利用ＥＰＭＡ和ＸＲＤ的分析方法，研究了Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层组成。结果表明，Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层是由方石英相、ＺｒＳｉＯ＿４相和含有Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的ＳｉＯ＿２玻璃相所组成，其中ＳｉＯ＿２玻璃相中Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的含量，随着氧化时间的增加而逐渐增加。     

Cu-Ni-Ti系合金钎料对Si_3N_4陶瓷自身及其与金属的连接研究

系统研究了Cu-Ni-Ti系合金钎料对Si3 N4陶瓷的润湿性 ,并使用不同形式的钎料进行了Si3 N4/Si3 N4的连接 .使用真空熔炼合金作为钎料 ,获得的Si3 N4/Si3 N4接头强度值并不理想 ,分析其原因 ,采用膏状钎料改善钎料成分的均匀性 ,并重新设计了四种成分的钎料 ,其中钎料Cu -Ni5～ 2 5 -Ti1 6～ 2 8-Br(B) / %对应的Si3 N4/Si3 N4接头强度最高 ,在 1 3 5 3K ,1 0min的真空钎焊条件下三点弯曲强度达 3 3 8.8MPa.制备了上述合金的急冷态钎料 ,使连接强度进一步提高至 40 2MPa,接头呈现较稳定的高温性能 .使用这种急冷态钎料还获得了室温及高温强度均较理想的Si3 N4/ 1 .2 5Cr-0 .5Mo钢接头 .     

烧结助剂LY含量对气压烧结Si3N4陶瓷性能的影响

本研究采用二步气压烧结工艺，系统地研究了烧结助剂ＬＹ（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的烧结密度及抗弯强度的影响，发现相对密度随助剂含量的增加而增加。在助剂含量为１８ｗｔ％时，抗弯强度最大为４２２ＭＰａ。此后，助剂含量继续增加时，抗弯强度下降。