碳化硅晶须增韧氮化硅瓷的冲蚀磨损研究

本文比较了几类先进结构陶瓷材料受ＳｉＣ和石英砂粒子在不同冲击角下的冲蚀磨损行为．结果表明，在两种情况下（一是以ＳｉＣ为冲蚀粒子，在小于２０°的低冲击角下；二是分别以石英砂和ＳｉＣ为冲蚀粒子，在恶劣冲击条件下，如冲击角为９０°），ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４即碳化硅晶须增韧氮化硅，具有最佳抗磨损性能．冲击角为９０°时，在ＳｉＣ粒子冲蚀下，ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４冲蚀磨损率比常规Ｓｉ３Ｎ４下降了５０％；在ＳｉＯ２粒子冲蚀下，冲蚀磨损率下降了近７０％．其它冲蚀角下其冲蚀磨损率也有不同程度降低．基于ＳＥＭ分析，发现ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４表面主要磨损破坏为薄片状剥落，并伴随着一定程度的晶须拔出和晶须桥联现象．而Ｓｉ３Ｎ４表面则表现为整体演裂．说明ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４晶须的加入使其耐冲蚀磨损性能提高的原因在于：晶须拔出和晶须桥联有效地阻止了冲蚀磨损表面裂纹的扩展和联结．硬度是陶瓷材料重要的机械性能．硬度（Ｈｒ）和断裂韧性（Ｋｌｃ）的同时改善，有助于提高陶瓷材料的抗冲蚀磨损性能．

Erosive wear of silicon carbide whisker-reinforced silicon nitride composite