新型基片材料——C/SiC复合材料

阐述了目前常用的3大类基片材料,即塑料基、金属基和陶瓷基材料,比较了3类材料的性能,得出了陶瓷基材料是综合性能较好的基片材料的结论,并比较了目前陶瓷基片材料中的Al2O3、AlN、BeO、SiC的性能,认为SiC作为基片材料具有良好的发展前景;针对单相SiC陶瓷固有脆性导致难以大尺寸成型的问题,提出了使用C/SiC复合材料制备基片材料的可能性,并综述了C/SiC复合材料的制备工艺,比较了3种工艺(PIP、CVI、LSI)所制备的材料的性能,认为液相渗硅(LSI)C/SiC复合材料制备大尺寸封装基片材料是未来最具前景的发展方向。     

电子封装用陶瓷基片材料的研究进展

简要介绍了电子封装发展情况及其对基片材料的性能要求,分析了陶瓷基片作为封装材料性能上的优点,概述了几种常用陶瓷基片材料的优缺点及其应用:Al2O3作为传统的陶瓷基片材料,优点是成熟的工艺和低廉的价格,但热导率不高;BeO、BN、SiC等都具有高热导率,在某些封装场合是合适的选择;AIN综合性能最好,是最有希望的电子封装陶瓷基片材料.介绍了多层陶瓷基片材料的共烧技术和流延成型技术,并指出LTCC技术和水基流延将是未来发展的重点.     

Si含量对反应烧结SiC陶瓷热电性能的影响

采用可控溶渗反应烧结法制备了致密SiC陶瓷，研究了不同Si含量对反应烧结SiC陶瓷热电性能的影响。经研究发现，反应烧结SiC陶瓷中Si的存在使SiC陶瓷的电阻率急剧下降，大大改善了SiC陶瓷的电学性能；同时Si也改变了SiC陶瓷塞贝克系数随温度的变化趋势，即没有添加Si元素的SiC陶瓷的塞贝克系数随温度的升高逐渐增大，而添加Si元素的SiC陶瓷的塞贝克系数随温度的升高逐渐减小；总的来看，随着Si含量的增加，SiC陶瓷的塞贝克系数扣电导率不断增大，因此Sic陶瓷的功率因子不断提高，而且随着温度的升高，Si含量对SiC陶瓷热电优值的影响越来越明显，当含量为15％时，材料的热电优值是SiC烧结体的30倍。     

微波烧结Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的研究

以分析纯Al(NO3)3.9H2O·NH3.H2O和50 nm的SiC粉体为原料,采用溶胶-凝胶法制备干凝胶,经热处理合成Al2O3/SiC纳米复合粉体。利用微波烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并与常规烧结比较,分析了两种烧结方法对制备试样的力学性能影响。结果表明,与常规烧结相比,微波烧结可以提高Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的强度和韧性,改善材料的显微结构,促进致密化和晶粒生长。     

电子封装用陶瓷基片材料的研究现状

陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点,是电子封装基片的重要材料。本文介绍了Al_2O_3、AlN、Si_3N_4、SiC、BeO、BN等几种常用的陶瓷基片材料并分析了它们的性能特点,最后还介绍了电子封装陶瓷基片的成型工艺。     

SiC对烧结堇青石材料性能的影响

以高岭土、滑石和工业氧化铝为矿物原料烧结制备了堇青石陶瓷，通过X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机和热膨胀仪等测试手段，研究了添加不同含量SiC对烧结堇青石陶瓷相组成和性能的影响，并比较了添加不同颗粒尺寸的SiC对烧结陶瓷强度的影响。试验表明，随着SiC添加量的增加，堇青石陶瓷的弯曲强度、致密度和热膨胀系数逐渐增大。...     

SiC对烧结堇青石材料性能的影响

以高岭土、滑石和工业氧化铝为矿物原料烧结制备了堇青石陶瓷,通过X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机和热膨胀仪等测试手段,研究了添加不同含量SiC对烧结堇青石陶瓷相组成和性能的影响,并比较了添加不同颗粒尺寸的SiC对烧结陶瓷强度的影响。试验表明,随着SiC添加量的增加,堇青石陶瓷的弯曲强度、致密度和热膨胀系数逐渐增大。当添加SiC的质量分数为5%、粒径为5.0μm时,烧结堇青石陶瓷的强度较未添加时增大了41.9%,而热膨胀系数的增幅不大。     

烧结助剂种类对Si_3N_4/SiC陶瓷力学与摩擦性能的影响（英文）

分别以Y2O3-Al2O3(YA)和Y2O3-MgO(YM)为烧结助剂,采用气压烧结工艺制备了Si3N4/SiC陶瓷,研究了两种不同的烧结助剂对陶瓷的力学和摩擦性能的影响。研究结果表明:添加不同种类的烧结助剂对制备陶瓷的相对密度、抗弯强度、断裂韧性、硬度、摩擦系数和磨损率影响很大;与添加烧结助剂YM相比较,添加烧结助剂YA的Si3N4/SiC陶瓷在烧结过程中表现出了更好的烧结性能,得到的陶瓷样品最终显示了更好的力学和摩擦性能,尤其是SiC添加量为20wt%的Si3N4/SiC陶瓷。这主要归因于烧结助剂YA的添加使Si3N4/SiC陶瓷呈现出了更高的相对密度,获得的晶粒长径比更小。     

氮掺杂导电碳化硅陶瓷研究进展EI北大核心CSCD

可电火花加工的导电碳化硅(SiC)陶瓷不仅可以克服传统高电阻率SiC陶瓷难加工的突出缺点,而且能够保留传统高电阻率SiC陶瓷的其他优异性能,在结构陶瓷领域取代传统的高电阻率SiC陶瓷具有突出优势。本文阐述了粉末烧结制备氮掺杂导电SiC陶瓷的原理,归纳总结分析了其粉末烧结制备方法、烧结助剂的种类及其所获得SiC陶瓷的热电和力学性能。同时,探讨了SiC陶瓷的电性能影响因素,为调控SiC陶瓷的电性能提供了参考依据。最后,指出了氮掺杂导电SiC陶瓷面临的主要挑战,在未来研究中,应聚焦于发展新烧结技术与烧结添加剂体系以及澄清电性能调控机制,为制备电阻率可控的高性能导电SiC陶瓷奠定技术基础。     

液相烧结SiC陶瓷的研究进展

综述了液相烧结SiC陶瓷的烧结添加剂体系、烧结工艺、烧结机理,并简要介绍了几种新的烧结方法.介绍了液相烧结SiC的微观结构和性能,讨论了SiC-YAG及SiC-Al-BC烧结体系的特点和烧结体性能,简述了利用SPS、微波烧结等新方法制备液相烧结SiC陶瓷的机理及研究进展.     

纳米Y-TZP材料烧结过程晶粒生长的分析

分析了无压烧结、热压烧结及SPS烧结过程中晶粒生长的行为及表现活化能．结果表明：在1100～1300℃之间,纳米Y-TZP材料在以上几种烧结条件下的晶粒生长行为不同．无压烧结时晶粒生长较慢,而热压烧结和SPS烧结时晶粒生长较快．对晶粒生长的活化能分析可在一定程度上解释以上现象．分析结果显示：无压烧结的表观活化能为281kJ／mol与纳米Y－TZP材料的晶界扩散活化能相近;热压烧结过程中,由于外压对扩散的促进作用,活化能比无压烧结时略有降低;在SPS烧结过程中,由于外加的脉冲电流能使晶粒表面大大活化,所以活化能与无压烧结相比大幅度下降．     

Pressureless sintering of Si3N4

An investigation of the pressureless sintering of Si₃N₄ powder with the addition of 5 wt % MgO revealed that shrinkage by a liquid phase mechanism and bulk decomposition are two countervailing processes. Within the temperature range studied, i.e. between 1500 and 1750° C, high densities can be achieved when sintering is performed either for long periods at low temperatures or short periods at higher temperatures. A model is presented showing that pore growth due to decomposition causes a decrease in the driving force for sintering and causes shrinkage to cease.     

La2NiMnO6双钙钛矿陶瓷的等离子活化烧结

针对常压烧结La₂NiMnO₆ (简称LNMO)双钙钛矿陶瓷存在的烧结温度高、致密度低、工艺周期长等问题, 采用等离子活化烧结技术(Plasma Activated Sintering, 简称PAS)制备LNMO陶瓷, 主要研究了烧结工艺(温度、压力) 对其物相结构、显微形貌、致密度和介电性能的影响, 以期得到物相单一、结构致密、性能良好的LNMO双钙钛矿陶瓷。利用X射线衍射仪、阿基米德排水法、扫描电子显微镜、阻抗分析仪等手段, 系统测试表征了LNMO陶瓷的结构与性能。结果表明: 升高烧结温度有利于改善LNMO陶瓷的结晶性并增大晶粒尺寸, 但过高温度会导致杂相生成; 增大烧结压力对物相无明显影响, 但在一定程度上提升了致密度。确定了较适宜的PAS条件为: 烧结温度975~1000 ℃、烧结压力80 MPa, 在此条件下烧结得到的LNMO陶瓷为单一的正交结构, 致密度为92%, 具有较大的介电常数(~10 ⁶)。与常压烧结相比, 等离子活化技术集等离子体活化、压力、电阻加热为一体, 可在更低温度(降低400~500 ℃)和更短时间(缩短2~20 h)内获得较为致密的LNMO陶瓷。     

Pressureless sintering of AlN-SiC composites

SiC-AlN composites have been successfully pressureless sintered by using commercial SiC and AlN powders with the optimum amount of sintering aid. The important parameters during pressureless sintering, including the amount and type of sintering aids, sintering temperature, sintering period and packing powder have been studied. Yttria was found to be a better sintering aid than alumina or calcia. The yttria sintering aid reacts with AlN and SiC powders and forms a Y-Al-Si-O-N grain-boundary phase to assist densification during pressureless sintering. With 2 wt% yttria, SiC-AlN composites can be pressureless sintered to high density at 2050–2100 °C for 2 h under the firing conditions where alpha-pp packing powder is used during firing. The microstructure and phases of the composites were characterized by using scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectrometry and X-ray diffractometry.     

无压渗透法制备BN增强铝基复合材料

本文讨论了无压渗透法制备BN增强铝基复合材料的制备过程和粉体成分对于渗透的影响.采用无压渗透法制备了BN增强Al基复合材料.在800℃、N2气氛中,铝基合金可以自发的渗入Al-Mg-BN粉体.实验结果显示,渗透气氛、Mg、粉体的烧结对于无压渗透过程有重要影响.     

硼化物陶瓷:烧结致密化、微结构调控与性能提升

TiB2、ZrB2、HfB2、B4C及BN为代表的硼化物陶瓷具有优异的物理化学性能,在超高温、超硬以及超疏水等极限条件下有广阔的应用前景,但材料的烧结致密化困难、断裂韧性低等问题制约了它们更为广泛的应用.本文针对无压烧结在材料制备过程中的优势,探讨了影响硼化物陶瓷无压烧结的主要因素,总结了以"除氧"机制为代表的硼化物陶瓷无压烧结技术;针对硼化物陶瓷韧性低的不足,介绍了以"板晶增韧"、"纳米相增强"为代表的硼化物陶瓷微结构调控手段和强韧化措施.最后,文章还对硼化物陶瓷的织构化设计、制备方法与性能提升进行了简要介绍.     

TiN/Si_3N_4复相导电陶瓷的制备及其性能

以铁尾矿为主要原料经碳热还原氮化制成的Si3N4粉和高钛渣作为原料,常压烧结制备了TiN/Si3N4复相导电陶瓷。利用XRD对其相组成进行了表征,研究了初始原料中TiO2加入量对材料致密度、力学性能和导电性能的影响。结果表明,烧结产物主要由Si3N4和TiN组成,随初始原料中TiO2加入量的增加,烧结产物中TiN相含量增加;初始原料中TiO2加入量为25%(质量分数)时烧结试样的体积密度为3.32g/cm3,硬度为8.97GPa,抗弯强度为79MPa。最少需加入20%左右的TiO2,材料中的TiN才能形成导电网络,此时材料的电阻率为4.25×10-2Ω.cm。     

An investigation of the densification and microstructural evolution of M2/316L stepwise graded composite during co-sintering

The densification and microstructural evolution during co-sintering of M2 tool steel/316L stainless steel composite layers with and without boron addition was studied. A pressureless sintering method in conjunction with a powder layering technique was used to fabricate the stepwise graded composite layers. Isothermal and non-isothermal sintering response of the individual and composite layers was examined and the microstructural features of the bonding zone were studied. Shear strength and microhardness of the bonding zone were also measured. It was shown that an enhanced densification is obtained in the composite layers due to (i) sintering shrinkage incompatibility between two steels, (ii) interlayer diffusion of the alloying elements and formation of a dual δ-ferrite/austenite phase at high temperature, and (iii) formation of a low temperature eutectic Fe (C)-B phase at the interface in the samples containing boron. The morphology of carbides in M2/316L is significantly changed as the sintering temperature increases, i.e., they appeared as fine intergranular carbides at low temperatures (1,240 °C), thick film at 1,260 °C and herringbone shape eutectic at 1,290 °C. Elongated grains with an intergranular boride phase were seen in the bonding zone of M2/316L + B layers. The shear strength of the interface of the composite layers was found to be superior to that of the individual layers.     

粉末冶金制备Fe-Al金属间化合物材料研究进展

回顾了近年来用粉末冶金方法制备Fe-Al金属间化合物及其复合材料的研究进展,简述了制备Fe-Al的粉末冶金方法,如无压烧结,机械合金化,热压烧结,热等静压,自蔓延高温合成及放电等离子烧结等的特点及其应用概况,并对其未来研究与应用进行了展望.     

铬铁矿掺杂对压裂支撑剂结构与性能的影响

以低品位CLK6-62型铝矾土为主要原料, 采用无压煅烧技术制备了铬铁矿掺杂的铝矾土基石油压裂支撑剂, 并系统考察了铬铁矿添加量对试样物相、微结构及性能的影响。分析表明, 铬铁矿掺杂有效促进了铬刚玉相和棒状莫来石相的发育, 从而获得了具有双重增强机制的高强度试样。其中, 铬铁矿添加量为2wt%时, 试样烧结温度可降低60℃(从1480℃到1420℃), 并且其在69 MPa闭合压力下的破碎率仅为1.8%(未掺杂试样: 5.1%)。该工艺采用低品位矿物原料及现有设备, 所制备支撑剂性能高于相应标准要求, 具有较好的推广前景。