激光引发气相化学合成Si3N4超细粉末

利用CO_2激光引发在NH_3/Si_3H_4体系中化学合成超细、高纯Si_3N_4粉末。实验研究了反应参数和反应条件,在较好的实验条件下制备出近似球形、粒径约20mm、纯度98％的无定形Si_3N_4粉末。     

烧结温度对BN/Si_3N_4透波材料性能和显微结构的影响

利用无压烧结技术,制备BN/Si_3N_4透波材料;研究了1 400℃、1 500℃、1 600℃和1 680℃四个烧结温度对BN/Si_3N_4透波材料致密化、弯曲强度、介电性能和显微结构的影响。结果表明:温度升高有利于β-Si_3N_4晶相的生成,烧结温度为1 600℃时,BN/Si_3N_4透波材料中针状β-Si_3N_4相和h-BN相并存;随着烧结温度的升高,气孔率单调降低,相对密度单调升高;弯曲强度、断裂韧性、介电常数和介电损耗逐渐增大;当烧结温度为1 600℃时,相对密度为74.2%,弯曲强度和断裂韧性分别为281.3 MPa和2.74 MPa/m~2,介电常数和介电损耗分别为5.01和0.010 2,可以作为航空航天飞行器的候选材料。     

OBSERVATION ON THE MICROSTRUCTURE OF SINTERED Si_3N_MgO-CeO_2 CERAMICS

The microstructure of the pressureless sin- tered Si_3N_4 ceramics with MgO-CeO_2 has been studied by TEM.The glassy phase is observed and confirmed directlyby microdiffraction.EDAX analysis results show that themain function of the CeO_2 lies in the glass phase which hard-ly contains any MgO.The cerium silicate galssy phase isgood to wet Si_3N_4 and MgO-CeO_2 is a most effective sinter-ing aid for Si_3N_4.Excessivee grain growth occurs at above1850℃,which is harmful to the mechanical properties.Mi-crocracks and dislocations are observed in the excessive largegarains     

对DC-PCVD装置沉积Si_3N_4薄膜机理的研究

使用直流等离子体化学气相沉积(DC-PCVD)装置,控制合适的工艺参数可对置于其阴阳极上的试样沉积出以Si_3N_4为主要成分的薄膜,本文提出了在阴极以及阳极上都能使试样表面得到这种薄膜的机制模型。正电荷的积累和自由电子的质扩散对于阴极试样表面薄膜的形成起着重要的作用。阳极试样表面薄膜的形成则与电子的积累和正离子的扩散及重力对粒子的作用有关。     

高性能Si3N4基可加工复合陶瓷的快速制备

采用SPS在1600～1650℃烧结5min可以获得致密的Si_3N_4-BN复相陶瓷,实验结果表明,随着BN体积分数的增加,BN聚集生长导致Si_3N_4-BN复相陶瓷强度总体均呈缓慢下降趋势,但仍然维持在很高的强度水平,BN体积分数为30%时三点弯曲强度接近900 MPa,而且拥有优异的可加工性能,SEM分析表明,借助SPS可以在实现Si_3N_4-BN复相陶瓷快速致密化基础上进行相组成及显微组织的调控和优化,从而改善材料的性能。     

透波性Si3N4陶瓷铣削过程刀具-工件摩擦特性

透波性Si_3N_4陶瓷是制造天线窗的主要材料之一,铣削过程中刀具-工件摩擦特性与加工表面形貌紧密相关.本文以透波性Si_3N_4陶瓷铣削加工为研究对象,通过分析加工过程中刀具-工件接触关系得到摩擦接触区域主要集中于切削刃后刀面与工件表面;探究了不同加工机理下接触区域摩擦机理,塑性域加工摩擦机理为粘着摩擦、刀具表面粗糙度波峰犁沟摩擦和陶瓷粉末滚动摩擦,脆性域加工还包含碎裂型陶瓷颗粒犁沟摩擦;在此基础上应用已有的微观表面形态与表面接触的摩擦力及摩擦系数理论给出了Si_3N_4陶瓷与铣刀材料的摩擦系数计算公式;通过实验对分析结果进行了验证.结果表明:透波性Si_3N_4陶瓷加工机理转变的临界切深值大于0.3 mm且小于0.4 mm;摩擦系数计算公式最大误差率为20.46%,能在一定程度上反映加工过程中摩擦特性演化规律;加工机理初始转变阶段,摩擦系数值降低,且摩擦系数对表面粗糙度影响呈现三阶多项式分布规律.该研究为提高透波性Si_3N_4陶瓷铣削加工表面质量提供了参考.     

碳化硅添加对氮化硅转化为碳化硅晶粒形貌的影响

以氮化硅(Si_3N_4)、石墨为原料,碳化硅(SiC)为添加剂,利用Si_3N_4转化法制备出形貌变化的等轴状和长柱状SiC晶粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能量色散X射线谱对产物的结构与微观形貌进行了表征,重点研究了SiC添加量对SiC形貌的影响及其影响机理。结果表明,SiC的添加有助于Si_3N_4转化为α-SiC,并影响其形貌和尺寸。随着SiC添加量的增加,制得的SiC晶粒由长柱状转变为等轴状,晶粒的尺寸也急剧减小。高温条件下,Si_3N_4首先分解为硅蒸气和氮气,硅蒸气又与石墨发生气-固反应生成小晶粒的SiC,继而发生重结晶。碳化硅的添加导致晶粒缺陷也增多,由于气态硅蒸气可在晶粒缺陷处重结晶,使SiC晶粒的取向生长得到抑制,促进了等轴状SiC晶粒的生成。     

Si_3N_4对硅晶体中微缺陷的吸除

本文介绍了用CVD 技术通过SiH_4 H_2系统在硅片上沉积硬质Si_3N_4可吸除外延层和CZ 单晶中微缺陷的实验结果。证明在硅片背面生长上Si_3N_4可显著地吸除外延层中的“雾状”微缺陷,也可吸除CZ 单晶中的旋涡状微缺陷。离子探针分析指出,被吸除的杂质主要是Na、Ca、K、Mg、Cu 和O_2等。实验证明用吸除后的硅片制管,可明显地提高三极管的成品率和电特性。     

B~(3+)/Li~+共掺杂对Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

采用液相混合-固相反应的方法,以硼氢化锂、非晶硅、金属Ca、Eu为原料,经1300℃保温4 h合成Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光(PL)光谱仪等表征方法分析样品的物相组成、微观形貌以及激发和发射光谱等特性。研究结果表明:B~(3+)/Li~+共掺杂并未改变Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的晶体结构,合成样品除了主相为单斜晶系Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)外,还存在包覆在Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉表面的BN相;B~(3+)/Li~+共掺杂Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的发光强度提高了2.27倍,在465 nm的蓝光激发下,发射峰位于604 nm。     

Tribological properties of TiAl-Ti3SiC2 composites

The tribological properties of TiAl-Ti_3SiC_2 composites （TMC） against Si_3N_4 ceramic ball pair at room temperature were investigated through the determination of friction coefficients and wear rates, and the morphologies and compositions of wear debris, worn surfaces of TMC and Si_3N_4 ceramic ball were analyzed. The experimental results showed that TMC with 15wt% Ti_3SiC_2 exhibited relatively excellent tribological properties. The solid-phase self-lubricating tribo-layers formed on the worn surfaces of both TMC with 15wt% Ti, SiC, and Si,NA ceramic ball, which was beneficial to the lower friction coefficient and wear rate.     

硼掺杂对Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

采用氨热法,以金属Ca、Eu、非晶Si以及硼烷氨为原料,液氨为介质均与混合,经1230℃保温5h合成h-BN包覆的Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)红色荧光粉。X射线衍射(XRD)测试结果表明:是否掺杂硼并没有改变Ca_2Si_5N_8晶体结构,但掺杂硼的产物除存在Ca_2Si_5N_8主相外,还包含BN相;透射电子显微镜(TEM)分析结果得到:BN相呈透明状包覆在Ca_2Si_5N_8外表面,并与Ca_2Si_5N_8相呈共格相界;荧光光谱(PL)测试结果表明:硼掺杂Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的发光强度提高了约1.1倍,发射光谱红移20nm,其激发峰在465nm,发射峰位于590nm,硼掺杂有助于提高Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的发光性能。     

氢离子敏场效应晶体管的研制及应用

氢离子敏场效应晶体管(HISFET)是一种新型的微型半导体敏感器件,其结构与金属—绝缘体—半导体场效应晶体管(MISFET)基本相同。HISFET用途广泛,具有许多比传统的玻璃电极优越的特性。本文论述了以Si_3N_4/SiO_2作为栅绝缘膜的HISFET的设计、制造和参数测试方法。初步讨论了其敏感机理。HISFET曾试用在医学上血液的PH值和工业废液的PH值的测试上。利用HISFET测得的数据同传统玻璃电极测得的数据是一致的。HISFET是一种很有发展前途的离子选择电极。     

氮化硅、玻纤粉、聚四氟乙烯三元填充体系作耐酸泵密封静环的研制

本文选用氮化硅(Si_3N_4)和玻纤粉为填充剂,聚四氟乙烯(F_4)为基体的三元填充体系,从填充共混形态着手,对其物理的主要机械性能,特别是对耐磨,密封性能进行了初步研究。     

结构陶瓷材料冲蚀磨损特性的研究

采用多因素正交试验法,求出材料磨损的回归方程,并结合单因素试验,系统地研究了SiC、Si_3N_4。和Al_2O_3三种典型结构陶瓷材料的冲蚀磨损特性,研究结果对实际生产具有指导意义。     

超低温高速混合式陶瓷轴承性能研究

为了改善超低温轴承在高速重载下的运转性能,利用混合式Si_3N_4陶瓷球轴承取代现有的9Cr18钢球轴承。对2种轴承工作在d_m·n值为2.14×10~6mm·r/min和最高2360 MPa接触应力条件下的运转性能参数进行了理论计算与分析。结果表明,混合式轴承中球的离心力不到钢轴承球的1/2,并且各球之间的差异以及球与套圈滚道接触角的变化明显小于全钢轴承,陀螺力矩和旋滚比也远小于全钢轴承。对轴承中球/环材料摩擦配副在常温和LN_2环境中的摩擦学性能进行了试验测试,表明Si_3N_4/9Cr18配副的摩擦系数始终比9Cr18/9Cr18配副稳定,且Si_3N_4球与9Cr18钢盘之间不会出现严重的粘着现象。在LN_2环境高速轴承台架上的考核中全钢轴承寿命不到8 min,而混合式轴承寿命超过了120 min,充分说明了在该工况下混合式轴承具有更优越的综合性能。     

Design,preparation,and structure of particle preforms for Si_3N_(4(P))/Si_3N_4 radome composites prepared using chemical vapor infiltration process

A particle preform was designed and prepared by conglomerating and cold-pressed process,which was condensed by chemical vapor infiltration(CVI)process to fabricate silicon nitride particles reinforced silicon nitride composites.The conglomera- tions are of almost sphericity after conglomerated.There are large pores among the conglomerations and small pores within them- selves in the preform according to the design and the test of pore size distribution.The pore size of the preform is characterized by a double-peak distribution.The pore size distribution is influenced by conglomeration size.Large pores among the conglomerations still exist after infiltrated Si_3N_4 matrix.The conglomerations,however,are very compact.The CVI Si_3N_4 looks like cauliflower- shaped structure.     

THE AUTOMATIC CRYSTALLIZATION OF MgO DURING THE SINTERING Si_3N_4-MgO-CeO_2 CERAMICS

The automatic crystallization of MgO duringthe sintering of Si_3N_4-MgO-CeO_2 is first discovered.ForSi_3N_4-MgO-CeO_2,ceramics,the MgO-CeO_2 would reactwith SiO_2 to form liquid at 1450℃ and then transform intoglassy phase in the sintered bodies after cooling down.Above1550℃,MgO would crystallize automatically during sinter-ing.So the glassy phase which is harmful to the high temper-ature properties is then eliminated.The present work is ofgreat value for theoretical study and application.     

Sialon陶瓷的无压烧结

以Si_3N_4、Al_2O_3和AlN为原料,Y_2O_3为烧结助剂,采用无压烧结制备Sialon陶瓷．对试样的体积收缩率、抗弯强度、洛氏硬度等力学性能进行测试,扫描电镜(SEM)观察表明,在无压烧结条件下,采用埋粉烧结并充N_2保护,烧结温度为1700℃,保温90min可得到Sialon陶瓷,其中成分为54%α-Si_3N_4 32%Al_2O_3 8%AlN 6%Y_2O_3的Sialon陶瓷,其抗弯强度为390．08MPa,硬度为92．5HRA,显微结构为明显的柱状晶．     

等离子体处理对GaN发光二极管性能影响

为了研究等离子体处理对ICP刻蚀损伤的恢复效果,将多个样品放置于不同温度的等离子体增强化学气相沉积样品台上,通过改变射频源功率,分别使用N_2、N_2O和NH_3等离子体对GaN发光二极管进行处理.研究结果表明,在100℃、20W的射频功率条件下,用N_2O等离子体处理GaN发光二极管可以极大地改善器件的光电特性;用N_2等离子体处理GaN发光二极管可以使器件的光电特性得到微弱改善;但是使用NH_3等离子体处理GaN发光二极管,会使其光电特性明显恶化.     

类石墨结构氮化碳的制备及光催化降解造纸废水的研究

以尿素为原料,利用固相聚合方法制备层状g-C_3N_4新型半导体光催化材料,并运用XRD、FTIR、SEM和UV-VIS对产物的结构、组成、形貌和光吸收性能进行表征,确定所制备的氮化碳材料为具有可见光响应的类石墨相结构。考察g-C_3N_4光催化剂的使用量、反应体系p H值、反应时间等因素对造纸废水CODcr去除率的影响。实验结果表明,在可见光(λ400 nm)作用下,对于CODcr浓度为500 mg/L的造纸废水而言,g-C_3N_4光催化降解效果较好的工艺条件为:溶液的初始p H值为3.0、光催化剂的用量为1.0 g/L、反应时间6 h。在上述最优条件下,进行光催化,造纸废水的CODcr去除率为84.72%,经g-C_3N_4光催化降解处理后的造纸废水,能实现达标排放。