燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷的显微结构

以TiSi2为反应原料,SiC作稀释剂,燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷.利用燃烧波"淬熄"法使反应各个阶段的物相得以保留,通过X射线衍射及扫描电镜分析TiSi2在燃烧合成中的反应过程及显微组织转化.结果表明:完全反应后产物的主相为Si3N4,其余为TiN和SiC.在燃烧过程中,TiSi2首先受热熔化,包覆于SiC颗粒表面,随后与N2反应生成TiN和Si.Si在高热作用下发生熔化、汽化,液态Si与未反应的TiSi2互溶.生成的Si与氮气发生反应,形成Si3N4晶核,并不断长大.燃烧合成反应过程中,Si3N4晶须的生长十分复杂,由气-液-固机制、气-固机制及蒸发凝聚的气相生长机制共同作用.     

Mechanism and kinetics analysis of AlN combustion synthesis

0　INTRODUCTIONAluminumnitride (AlN)isamaterialwhichpossess esoutstandingelectricalandthermalpropertiessuchashighthermalconductivity ,lowthermalexpansion ,gooddielectricstrength ,goodresistancetocorrosionandero sion ,andhighhardness .Presently ,AlNceramicisfind ingincreasedusageinsubstratesandpackaging ,cru cibles ,firingtilesandthermalfillersinpolymers ,adhe sivesandpottingcompounds[1] .Thetypicalcombustionsynthesis ,orself propagatinghigh temperaturesynthesis ,istheoldestandmostwell kn…     

无包封燃烧合成气相热等静压AlN-TiB2陶瓷研究

本文采用燃烧合成工艺，在100MPa氮气的气相热等静压作用下，制备了致密的AlN-TiB     

AlON复相陶瓷的SHS-HIP工艺与显微结构

采用一种新的技术途径,合成A lON致密陶瓷.在100 MPa高压氮气气氛下,以铝粉、氧化铝为原料,采用燃烧合成热等静压工艺(SHS-H IP),制备出致密的A lON复相陶瓷.采用扫描电子显微镜和X射线衍射研究了产物的相组成、显微组织.研究表明,原料中A l2O3含量对产物形态、相组成及显微组织有着重要影响.当A l2O3含量为10%或20%时,产物具有振荡燃烧明显分层的特征;含量为30%或40%时,产物均匀致密.随着A l2O3含量的提高,产物中自由A l含量降低,A lON和A lN含量提高,产物变得更致密.     

稀释剂对燃烧合成h-BN陶瓷性能的影响

通过燃烧合成结合热等静压的方法,在100MPa氮气压力下制备了h-BN陶瓷,理论计算了稀释剂h-BN的质量分数对反应的燃烧模式和燃烧温度的影响,通过实验分析了陶瓷的力学性能和稀释剂质量分数的关系,随着稀释剂质量分数的增加,产物的相对密度、抗弯强度和断裂韧性先升高然后有所降低,在稀释剂质量分数为67％处有最大值,其分别为1.41g/cm~3、41MPa和1.28MPa·m~(1/2),通过XRD分析了产物的相组成,SEM断口显微照片发现,h-BN呈层片状分布,其断裂方式为沿晶断裂。     

AlN陶瓷自蔓延高温合成

采用自蔓延高温合成工艺,在２０ ～１００ ＭＰａ 高压氮气条件下, 获得氮化完全、致密度接近８０ ％ 的ＡｌＮ 陶瓷。研究了稀释剂含量、氮气压力、毛坯初始空隙率等初始条件对产物转化率和致密度的影响。结果显示, 适量的稀释剂可获得高转化率和相对致密的ＡｌＮ 陶瓷, 稀释剂含量低于４０ ％ 时,由于熔融Ａｌ 团聚, 氮气渗透困难, 反应不完全, 且产物分层; 超过６０ ％ 时, 自蔓延反应不能进行。随着氮气压力增加, 反应转化率提高, 加上气相等静压作用, 有利于提高产物的致密度。当毛坯相对密度ρ０ ＝ ０ ．５９ 时, 可使产物获得较高的致密度, 过大或过小的毛坯相对密度都不利于产物致密度的提高。     

硫族MAX相硼化物的物相稳定性和性能预测

Zr₂SB、Hf₂SB、Zr₂Se B、Hf₂Se B、Hf₂Te B都是近期发现的硫族MAX相硼化物,与典型MAX相相比,具有明显不同的性质,因此备受人们关注。本文采用第一性原理并结合“线性优化法”、键刚度模型和准简谐近似研究了MAX相硼化物(M=Zr,Hf;A=S,Se,Te)的物相稳定性、力学性能和热性能。理论分析结果与目前可用的实验结果一致。经热力学和本征稳定性分析后发现,只有M₂AB可以稳定存在。较短的M-A键与M-B键长使Hf系化合物的键刚度高于Zr系化合物,这也同样导致Hf系化合物的硬度高于Zr系。随着A元素由S到Se再到Te,M-B与M-A键长逐渐增加,键刚度减小导致弹性模量降低。而且,这些化合物的体积模量取决于其平均化学键刚度。更加重要的是,最弱键和最强键的刚度比(k_min/k_max)较高,显示这些MAX相硼化物不同于传统MAX相,均呈本征脆性。考虑晶格振动(声子)和电子激发的贡献后计算得到M<...     

AlN-TiN-TiB_2复相陶瓷的显微结构和力学性能

以Al、TiN、B_4C、Si为原材料,采用自蔓延高温合成热等静压(SHS/HIP)技术制备了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷,测定其相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度等力学性能,并确定了最佳原料比.利用XRD、SEM分析了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷的物相和显微组织,材料的断裂模式主要是沿晶断裂.并且研究了不同比例复相陶瓷在不同温度下的电阻率.     

AIN陶瓷研究新进展

AlN陶瓷在热、电、光和机械等方面具有非常良好的综合性能,可广泛应用于电子、冶金、机械、国防等领域。随着人们对AlN陶瓷研究的深入,它变得越来越重要。本文详细地综述了近年来AlN陶瓷在晶体缺陷、导热机理、粉末的制备及其水解和氧化、烧结及其应用等领域的研究进展,并展望了AlN未来的发展趋势。     

添加剂对自蔓延高温合成AlN的影响

着重研究了添加剂对自蔓延高温合成ＡｌＮ中的含氧量增加的影响,讨论了ＡｌＮ中的氧量增加的影响,讨论了ＡｌＮ形态与含氧量之间的关系。疏松剂ＮＨ４Ｃｌ虽可使得产物疏松,易于破碎,但它增加了体系中水蒸汽量,促进ＡｌＮ中含量的增加。