常压烧结氮化硅陶瓷的研究

本文研究了常压烧结Si3N4-MgO-Y2O3-La2O3系Si3N4陶瓷。测试了材料的密度和力学性能．分析了其物相组成和显微结构。研究表明：MgO—Y2O3-La2O3组成的复合烧结助剂能有效降低Si3N4的烧结温度、促进Si3N4的致密化，其烧结机理为液相烧结；随着La2O3与Y2O3比（La2O3：Y2O3）的增加，材料的致密度、强度、硬度和断裂韧性都先增加后减小，当La2O3：Y2O3=1：1时达到最大值。     

烧结工艺对Si3N4泡沫陶瓷性能的影响

本文在有机泡沫浸渍法制备多孔氮化硅陶瓷的过程中,讨论了升温速度、烧结助剂的添加量和烧结温度对氮化硅网眼多孔陶瓷显微组织、物相和力学性能的影响.研究结果表明,随Y2O3和Al2O3的含量的增加,烧结体的强度明显增加,且含量为20%时较优.通过分析聚氨酯海绵的DSC-TDA曲线,得出在150～475 ℃温度区间,要缓慢升温.烧结温度在1700 ℃左右较优,且相变较完全.     

In situ synthesis of Si2N2O/Si3N4 composite ceramics using polysilyloxycarbodiimide precursors

In situ synthesis of Si₂N₂O/Si₃N₄ composite ceramics was conducted via thermolysis of novel polysilyloxycarbodiimide ([SiOSi(NCN)₃]_n) precursors between 1000 and 1500 °C in nitrogen atmosphere. The relative structures of Si₂N₂O/Si₃N₄ composite ceramics were explained by the structural evolution observed by electron energy-loss spectroscopy but also by Fourier transform infrared and ²⁹Si-NMR spectrometry. An amorphous single-phase Si₂N₂O ceramic with porous structure with pore size of 10–20 μm in diameter was obtained via a pyrolyzed process at 1000 °C. After heat-treatment at 1400 °C, a composite ceramic was obtained composed of 53.2 wt.% Si₂N₂O and 46.8 wt.% Si₃N₄ phases. The amount of Si₂N₂O phase in the composite ceramic decreased further after heat-treatment at 1500 °C and a crystalline product containing 12.8 wt.% Si₂N₂O and 87.2 wt.% Si₃N₄ phases was obtained. In addition, it is interesting that residual carbon in the ceramic composite nearly disappeared and no SiC phase was observed in the final Si₂N₂O/Si₃N₄ composite.     

反应烧结法制备氮化硅

1前言Si3N4制品以其优良的物理化学性能,如热震稳定性好、高温强度高、抗氧化、抗侵蚀等而受到人们的重视。作为生产Si3N4制品的主要原料———Si3N4粉,近年的需求不断上升。反应烧结法制备Si3N4是一种比较简单实用的方法,其纯度可达到96%,又可以形成大规模工业化生产。2实验2.1原料选择原料选择工业硅粉的指标如表1,粒度分布如表2。2.2成型为了满足装炉的要求,先要把硅粉成型为疏松多孔的坯体,结合剂选取用聚乙烯醇水溶液,其浓度为聚乙烯醇:水=2:100;原料混练选用普通混砂机。硅粉:锯末:醇液=100:3:10,配好的原料放入混砂机中混练15min…     

常压烧结制备多孔氮化硅陶瓷研究

选用Al2O3、Y2O3、Lu2O3三种氧化物作为烧结助剂,采用凝胶注模成型和气氛保护常压烧结工艺,成功制备了具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷材料.本文研究了三种烧结助剂对多孔氮化硅的力学性能、介电性能和微观结构的影响,以及对氮化硅陶瓷的烧结促进作用,结果表明Y2O3具有最佳的烧结活性促进作用,其微观结构表明β-Si3N4棒状晶粒搭接结构是使多孔氮化硅陶瓷材料具有较好力学性能的重要原因.     

Si3N4陶瓷常压烧结研究进展

论述了Si3N4陶瓷常压烧结过程中助烧剂的选择，烧结机理和高温性能改善方面的研究进展。     

氮化硅及其微粉的制备

氮化硅陶瓷以其优异的性能被用来制作发动机元件、刀具、轴承等器件。本文主要介绍了氮化硅的性能、应用范围以及硅粉直接氮化法、SiO2还原氮化法、液相法、气相法等氮化硅微粉的制备方法。提出要批量生产Si3N4粉体，应从产品质量高、成本低和生产规模大等几个基本原则加以综合考虑。     

In situ synthesis of cobalt silicide particle reinforcing and coloring Si3N4 ceramics

In this paper, silicon nitride (Si₃N₄) ceramics with black color and high toughness were fabricated by gas pressure sintering and characterized by X-ray diffraction, Raman, scanning electron microscopy, EDS, and transmission electron microscopy. The in situ formed cobalt silicide was confirmed to contribute to the black color through the introduction of CoO. Due to the addition of CoO, the growth of β-Si₃N₄ grains is promoted, forming elongated grains, and eventually forms the self-reinforcing microstructure. However, with adding excessive CoO, interfacial debonding is found between cobalt silicide and Si₃N₄ matrix and a decrease in strength was resulted. The optimum composition is 1 mol% CoO in Si₃N₄, with the fracture toughness of 9.9 ± 0.3 MPa m^1/2, flexural strength of 826.1 ± 46.0 MPa, and a much darker black color. The mechanism of color formation is discussed where the black color derives mainly from the metallic silicon and additionally the porosity.     

原始Si3N4粉末类型和烧结条件对α-赛隆陶瓷颗粒形态的影响

采用α-Si3N4或混合的β/α-Si3N4原始粉末，借助于气体压力烧结可使掺入Y－Ce的富氮多倍阳离子α-SiAlON(赛隆）陶瓷致密化。用不同的烧结周期可以研究α-SiAlON成核和长大机理的作用。烧结后的X射线衍射表明，除α-SiAlON基质相外，还有21R多种类型相。在原始组份中采用α-Si3N4粉末制备的烧结材料的显微结构特性表明，如所预料的，如果颗粒长大前未应用α-SiAlON成核过程，则呈现典型的等轴颗粒形态。然而，如果在最终烧结前进行成核，则可观察到针状α-SiAlON颗粒。在含有混合β/α-Si3N4的原始粉末中，也观察到针状颗粒形态。讨论了不同的Si3N4原始粉末和烧结条件对颗粒形态和机械性能的影响。     

放电等离子烧结Si3N4陶瓷

本文用放电等离子烧结法制备Si3N4陶瓷,通过排水法测定密度,X射线衍射法测定物相变化,透射电镜进行微观形貌的观察。发现在烧结过程中,当高于1450℃时MgO—CeO2与氮化硅粉末表面的SiO2反应形成硅酸盐液相,促进烧结致密化,冷却后形成玻璃相留在品界,氮化硅的致密化在1500℃接近完成,但高于1550℃时,出现MgO自析晶,微观形貌为相互交织的等轴状的α—Si3N4和柱状的β—Si3N4晶粒。     

Si3N4／Al反应烧结制备AIN／Al复合材料

研究了采用Si，N4与Al的混合粉，经压制、烧结制备AIN／Al-Si复合材料的技术方法。试验结果表明：AIN的反应生成机制属于一种连续渐进式反应形成过程，即于高温下液相Al中的Al原予渗入Si3N4的晶体点阵取代Si原予而逐渐使之向AIN晶体点阵转化的过程。被取代的Si原予从固相Si3N4中析出，扩散溶入液相Al中，冷却后形成Al-Si舍金固溶体，一般呈网状分布于AIN晶体相的周围。新生成的AIN与Al-Si合金相之间表现出很好的界面亲和性。     

Si3N4/Al反应烧结制备AlN/Al复合材料

研究了采用Si3N4与Al的混合粉,经压制、烧结制备AlN/Al-Si复合材料的技术方法.试验结果表明:AlN的反应生成机制属于一种连续渐进式反应形成过程,即于高温下液相Al中的Al原子渗入Si3N4的晶体点阵取代Si原子而逐渐使之向AlN晶体点阵转化的过程.被取代的Si原子从固相Si3N4中析出,扩散溶入液相Al中,冷却后形成Al-Si合金固溶体,一般呈网状分布于AlN晶体相的周围.新生成的AlN与Al-Si合金相之间表现出很好的界面亲和性.     

常压烧结Si3N4-MgO-Y2O3-CeO2陶瓷的研究

本研究了Si3N4-MgO—Y2O3-CeO2陶瓷的烧结过程和微观结构,常压烧结氮化硅陶瓷的致密化主要通过液相烧结实现。微观分析结果表明,氮化硅烧结体的显微结构为等轴状的α—Si3N4和长柱状的β—Si3N4相互交织,这种结构有利于提高烧结体的强度和韧性。     

Si3N4-MgO-CeO2陶瓷烧结中的致密化与自动析晶

用等离子放电烧结的方法制备了Si3N4-MgO-CeO2陶瓷，用排水法测定了密度，用X射线衍射的方法测定了物相变化。发现在烧结过程中，高于l450℃时,MgO-CeO2就会与氮化硅粉末表面的SiO2反应形成硅酸盐液相，促进烧结致密化，冷却后形成玻璃相留在晶界，氮化硅的致密化在l500℃接近完成。但高于l550℃烧结，MgO反而会析晶，提高氮化硅陶瓷的高温性能。     

Studying the Role of Gelation Agents in Gelcasting Non-porous Si3N4 Bodies by Pressureless Sintering

Silicon - The monomer content in the gelcasting process affects the kinetics of cross-linking reactions which determines the quality of the gel network structure and the final properties of the...     

Si3N 4粉体表面化学分析及表面改性

Si3N4陶瓷是一种重要的结构陶瓷,本文着重阐述了Si3N4粉体的表面分析方法,以及为了提高固相体积分数而进行的Si3N4粉体表面改性方面的进展。     

利用硅废料燃烧合成碳化硅/氮化硅复合粉体

对在太阳能等行业生产过程中产生的硅废料进行回收或重复利用具有重要的经济价值,但目前的回收方法普遍存在成本较高等问题.本文利用商业硅粉和硅废料为原料,通过高温自蔓延合成方法合成复合Si3N4/SiC陶瓷粉体.结果显示产物的显微形貌与原料配比和氮气压力有较大关系.随着氮气压力的升高,β-Si3N4的比例增加.在较低温度的临界状态下,会形成片状Si3 N4晶体.     

Mechanical and dielectric properties of porous Si2N2O–Si3N4 in situ composites

Mechanical and dielectric properties of porous Si₂N₂O–Si₃N₄ in situ composites fabricated for use as radome by gel-casting process were investigated. The flexural strength of the Si₂N₂O–Si₃N₄ ceramics is 230.46 ± 13.24 MPa, the complex permittivity of the composites varies from 4.34 to 4.59 and the dissipation factor varies from 0.00053 to 0.00092 from room temperature to elevated temperature (1150 °C) at the X-band. In the porous regions, some Si₂N₂O fibers (50–100 nm in diameter) are observed which may improve the materials properties.     

Si3N4-MgO-Al2O3的SPS制备及其力学性能

利用氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)作为烧结助剂,采用放电等离子烧结(SPS)方法制备α-Si3N4陶瓷材料。讨论了SPS方法制备氮化硅材料的烧结行为和烧结机理,分析了烧结助剂添加量和烧结温度等影响因素与材料致密度的关系,利用XRD分析了样品的物相组成,SEM观察了样品断口的显微结构,并且测试了样品的力学抗弯强度。结果表明当烧结温度为1300~1500℃,烧结助剂含量为6%~10%时,可以制备出致密度变化范围为64%~96%的α-Si3N4陶瓷材料;当烧结助剂含量为10%时,材料在1400℃即可烧结致密,致密度可达到95%以上。烧结机理为SPS低温液相烧结。材料的力学强度为50~403MPa,并且与密度关系密切。