烧结温度对反应烧结氮化硅铁复合材料 物相组成及力学性能的影响 |
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引用本文: | 张鹏展,刘飞,张金,程任翔,张冷,李玉魁.烧结温度对反应烧结氮化硅铁复合材料 物相组成及力学性能的影响[J].功能材料,2019,50(3). |
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作者姓名: | 张鹏展 刘飞 张金 程任翔 张冷 李玉魁 |
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作者单位: | 金陵科技学院 电子信息工程学院,南京,211169;金陵科技学院 电子信息工程学院,南京,211169;金陵科技学院 电子信息工程学院,南京,211169;金陵科技学院 电子信息工程学院,南京,211169;金陵科技学院 电子信息工程学院,南京,211169;金陵科技学院 电子信息工程学院,南京,211169 |
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基金项目: | 金陵科技学院高层次人才科研启动资助项目 |
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摘 要: | 以硅铁粉、Fe-Si_3N_4粉末、钛铁矿粉为原料,采用自蔓燃法制备Si_3N_4-Fe_3Si复合材料。将Si_3N_4-Fe_3Si复合材料试样在1 650,1 700,1 750和1 800℃氮气气氛下进行烧结。采用X射线衍射、红外光谱分析、扫描电镜、维氏硬度等探究了烧结温度对Si_3N_4-Fe_3Si复合材料试样密度、孔隙率、显微结构、物相组成、力学性能的影响,并采用差示扫描量热法(DSC)探究了硅铁-钛铁矿混合物的燃烧过程。结果表明,烧结温度对氮化硅铁复合材料的显微结构、力学性能有显著的影响,随着烧结温度的升高,试样的密度、维氏硬度均增大,Si_3N_4-Fe_3Si复合材料的致密性增加;但弯曲强度和断裂韧性随着温度升高先增大后减小,在1 750℃达到最大值。在1 750℃时,试样的密度、维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性分别为3.33 g/cm~3、9.85 GPa、331 MPa和8.5 MPa·m~(1/2)。弯曲强度提高了56%,断裂韧性提高了102%,表现出良好的抗弯强度和断裂韧性。在1 750℃时, Si_3N_4-Fe_3Si烧结试样主要物相为β-Si_3N_4、Y_2Si_2O_7、Fe_3Si和少量的Al_2O_3,完成了α-Si_3N4向β-Si_3N_4的变相,Fe_3Si在高温烧结条件下稳定性良好。
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关 键 词: | 氮化硅铁 气压烧结 物相组成 显微结构 力学性能 |
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