填料组成对气压烧结Si3N4系陶瓷的影响

研究了在气压烧结条件下填料组成对Si_3N_4陶瓷致密化的影响,制造了高密度、高强度的β-Sialon陶瓷材料。结果表明,用Si_3N_4+BN+MgO或Si_3N_4+SiO_2作填料,能有效地抑制Si_3N_4的分解,促进β-Sialon陶瓷的烧结。结合X-ray、SEM分析,探讨了β-Sialon陶瓷的致密化机理。     

具有优良高温性能的新型Si3N4陶瓷

本文对含无毒性非氧化物加入剂AlN,AlN+ZrN,ZrN的Si_3N_4陶瓷材料的高温性能作了比较细致的研究,并与含MgO.Al_2O_3,MgO,BeSiN_2的陶瓷材料作了对比。研究表明,采用复合加入剂AlN+ZrN,避免了BeSiN_2有毒及其材料常温力学性能不佳的问题,在很大程度上提高了Si_3N_4材料的高温性能。其在1400℃下的氧化速率常数较之以MgO.Al_2O_3为加入剂的Si_3N_4材料低两个数量级,1400℃的抗弯强度与室温强度的比值由41.5％提高到71％,同时抗热震性相当好(△Tc≥900℃),从而为在高温度、高应力条件下使用Si_3N_4瓷陶材料提供了一条有效的途径。     

SiC/Si3N4复合纳米粉的微观结构与形态

用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和图像分析等分析手段，对激光诱导六甲基乙硅胺烷加氨气气相合成纳米陶瓷粉进行了结构分析及表征．结果表明：利用激光诱导六甲基乙硅胺烷合成出了理想的纳米陶瓷粉，实验制备的粉体由非晶态相和少量晶态相组成，颗粒形状规则呈球形；其微粒粒径多为10—20nm范围，大部分分散性较好，粉中无游离的硅生成；主要相为非晶态结构的SiC和Si3N4组成，少量晶态相为α-SiC、β-SIC和Si3N4．在可控制备工艺条件下能够合成理想的非晶纳米SiC粉体．     

Si3N4基微米/纳米复合陶瓷微观组织

用扫描电镜和透射电镜研究纳米粉成分和含量对Ｓｉ３Ｎ４基纳米复合陶瓷组织的影响。ＳｉＣ（ｎ）／Ｓｉ３Ｎ４（μ）或Ｓｉ３Ｎ４（ｎ）／Ｓｉ３Ｎ４（μ）复合陶瓷的微观组织随纳米ＳｉＣ（ｎ）或Ｓｉ３Ｎ４（ｎ）含量的增加,基体组织逐渐变细。     

Fe-Si3N4结合SiC特种陶瓷的烧成过程

利用TG－DSC法对Fe-Si3N4结合SiC陶瓷在氮化炉内烧成时发生的化学过程进行了研究，并分析了当硅铁的加入量大于15％时,成形试样在反应合成过程中开裂的原因及防止措施。认为反应合成过程中主要发生了碳的氧化、硅铁的溶解和氮化3个化学反应；为防止试样损坏可采取控制氮化炉内氮平衡分压和减缓升温速率等措施。     

Si3N4用于400 MPa高强钢筋的工艺研究

热轧400 MPa高强钢筋(HRB400)是钢铁产业政策中重点推广的产品.本试验通过3种试验方案,系统研究了Si3N4作为增氮剂用于生产V微合金化Ⅲ级钢筋的可行性.结果表明采用Si3N4和FeV的加入量分别为0.5 kg/t和0.6 kg/t,完全可以达到甚至超过采用加入0.5 kg/tVN时的合理V,N配比,且钢筋性能优良稳定,是生产HRB400Ⅲ级钢筋的一种新合金化工艺.     

Si3N4用于生产HRB400Ⅲ级钢筋的试验研究

HRB400是钢铁产业政策中重点推广的高强度热轧钢筋.通过3种试验方案,系统研究了Si3N4合金作为增氮剂用于生产V微合金化Ⅲ级钢筋的可行性.结果表明,采用0.5 kg/t Si3N4合金和0.6 kg/t FeV合金完全可以达到甚至超过采用0.5 kg/t VN时的合理V、N配比,且钢筋性能优良稳定,是生产HRB400Ⅲ级钢筋的一种新合金化工艺.     

RS—Si3N4／SiC复相耐火材料的组织与性能

利用三点弯曲试验,ＲＸＤ,ＳＥＭ等手段了原料组成对ＲＳ－Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ复相耐火材料的密度、抗折强度、抗热震能力以及相组成、显微组织和断口形貌的影响,结果表明,当原料中硅质量分数为２５％时,Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ复相耐火材料具有最高的抗折强度和抗震稳定性产生,论文对此种材料的相结合,显微组织和断口形貌进行了分析。     

SiC纳米及晶须增强Si3N4基复相陶瓷断裂行为的研究

用扫描电镜、透射电镜及努氏压痕法研究了添加ＳｉＣ晶须、纳米颗粒及晶须和纳米颗粒的三种Ｓｉ３Ｎ４基复相陶瓷在外力作用下的断裂行为。这三种材料断裂的主要方式是沿晶断裂,偶尔可见穿晶断裂。在裂纹发展的路径上当裂纹尖端遇到了晶须、集聚的纳米颗粒及类晶须时,会产生扭转、偏转、断裂、拔出和终止,从而使裂纹能量消耗,抑制和阻碍了裂纹的扩展和传播,起到了增韧补强的作用。     

原位反应制备NbN/MoSi2/Si3N4复合材料

用Si，Mo和Nb作为起始原料通过预烧结、氮化反应和N2气氛下的热压烧结制备出Si3N4／MoSi2／NbN复合材料，借助扫描电镜和X射线衍射等分析手段对各阶段样品的相组成和显微组织进行了表征，结果表明：在预烧结阶段获得了NbN，MoSi2和未反应的Si相；随着温度的提高，氮化反应生成了α-Si3N4和少量β-Si3N4；最后经热压烧结制备了Si3N4／MoSi2／NbN复合材料。     

烧结助剂对反应烧结Si3N4-BN复合材料的影响

以Si粉和BN粉为原料,采用反应烧结法于1450℃氮气气氛下制备了Si3N4-BN复合材料.分别考察了CaF2、Fe2O3以及Al2O3 Y2O3三种烧结助剂对BN含量(质量分数)为20%的复合材料性能的影响.利用XRD研究了在不同烧结制度下复合材料的物相组成,利用SEM对材料断面形貌进行了观察,并测定了材料的显气孔率、体积密度和常温抗折强度,同时探讨了不同烧结助剂对复合材料的作用机理.结果表明:以CaF2为烧结助剂时,材料中存在大量的残余硅,其他成分有BN,α-Si3N4和β-Si3N4;以Fe2O3为烧结助剂时,硅可完全氮化,材料的主要成分为β-Si3N4;以Al2O3 Y2O3为烧结助剂时,复合材料中α-Si3N4相含量比β-Si3N4相含量高,其抗折强度最高.     

纳米Fe包覆Si3N4及烧结组织分析

非均相沉淀-热还原法制备Fe/Si3N4颗粒复合粉末及常压烧结与热压。通过SEM、TEM、EDS、XRD等方法观察Fe/Si3N4复合粉末的结构形貌,常压烧结与热压后的微观组织。结果表明:复合粉末主要存在Fe相与Si3N4相,结构为纳米薄层Fe均匀包覆Si3N4颗粒;常压烧结与热压的样品微观组织有较大的不同:常压烧结样品存在的主要衍射峰为Fe/Si化合物、SiC和Si3N4,SEM图观察Fe/Si化合物晶粒粗大(2～3μm),分布在Si3N4(1μm左右)相之中;热压样品存在的主要衍射峰为Fe、Fe/Si化合物和Si3N4,SEM图观察Fe/Si化合物晶粒较细(1μm左右),镶嵌在类似玻璃态物质中。并通过热力学分析进行讨论与解释。     

原位制备细晶Si3N4-Si2N2O复相陶瓷

以Y2O3和Al2O3纳米陶瓷粉体作为烧结助剂，液相烧结非晶纳米Si3N4陶瓷粉体，制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷。Si2N2O相通过原位反应2Si3N4(s) 1．5O2(g)：3S12N2O(s) N2(g)生成。160012烧结，烧结体保温30min，Si2N2O体积分数达到52％，基本由细小均匀的球形晶粒构成。平均粒径尺寸210nm，相变过程中，个别颗粒异常长大，长径比达到1．5。保温时间对孔隙、密度和粒径产生重要影响：随着保温时间的延长，孔隙逐渐收缩减小，烧结体的致密度逐渐提高，晶粒逐渐长大，保温60min，孔隙几乎完全闭合，相对密度达到99．1％，平均粒径280nm。当保温时间达到90min时，相对密度增加并不明显，但平均粒径长大到360nm。     

Effect of Y2O3, CeO2 on Sintering Properties of Si3N4 Ceramics

The effect of rare earth oxides Y203 or Ce02 on sintering properties of Si3N4 ceramics was studied and the mechanism of assisting action during sintering was analyzed. The results in dicate that the best sintering properties appear in Si3N4 ceramics with 5% Y203 or 8% CeO2. Secondary crystallites are formed at grain boundaries after heat treatment,which decreases the amount of glass phase and contributes to the improvement of high-temperature mechanical properties of silicon nitride.     

氮化硅结合碳化硅砖的性能和应用

Si3N4结合SiC材料以其优良的组织结构、良好的抗氧化性、抗冰晶石等熔体的化学侵蚀性和密度大、强度高、热震稳定性好、导热性好、电阻值高等特点取代碳素材料已在铝电解槽中已被广泛应用。     

制备工艺对氮化硅泡沫陶瓷组织和性能的影响

采用泡沫塑料浸渍法成形、常压烧结法制备出氮化硅骨架体积分数从15％－70％范围的泡沫陶瓷。无包套热等静压处理（HIP）可以高泡沫陶瓷筋的致密度,其原理为HIP压力促进了烧结残余α氮化硅向β氮化硅的转变,从而提高了氮化硅中原子手扩散活性。     

Si3N4/金属扩散焊接头的残余热应力有限元分析

采用弹塑性有限元方法，计算了以纯铝为中间层材料，通过真空热压扩散焊获得的Ｓｉ３Ｎ４／金属接头中的残余热应力分布。接头中Ｓｉ３Ｎ４一侧外表面、特别是四条棱边处具有比其内部高的张应力，在所计算试样中距焊缝０７５ｍｍ处张应力值最大。接头断裂应首先产生在这些位置。