Si3N4复相陶瓷半固态连接的接头组织和界面反应

根据复合材料的强化原理,用Ag-Cu-Ti钎料和TiN颗粒作为复合连接材料在半固态下连接Si3N4复相陶瓷以提高接头强度,研究了接头的组织和界面反应.结果表明,接头由母材/反应层/含微量Ti的Ag-Cu TiN/反应层/母材组成,反应层由含Ti、Si、N三种元素的一些化合物组成;TiN颗粒在Ag-Cu基体中的分布总体均匀,两者之间的界面清晰、结合致密:当TiN的加入量较小时,对连接材料与母材的界面反应没有明显影响.初步的剪切试验结果表明,采用Ag-Cu-Ti加TiN颗粒作为复合连接材料连接Si3N4陶瓷可以提高接头强度.     

Si3N4陶瓷与Si3N4陶瓷及金属连接的研究进展

对Si3N4陶瓷与Si3N4陶瓷、Si3N4陶瓷与金属的连接工艺进展进行了系统的介绍 ,重点评述了Si3N4直接钎焊法、Si3N4间接钎焊法、Si3N4陶瓷玻璃焊法的研究进展 ,并提出了今后研究的重点     

Al2O3—TiC复合陶瓷的研究进展

介绍了目前制备Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ复合陶瓷的各种方法及研究进展，对自蔓延高温合成法及无压烧结法作了重点评述。     

Si3N4／Ti／Cu／Ni二次部分瞬间液相连接

在用Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ中间层进行Ｓｉ３Ｎ４陶瓷部分瞬间液相连接试验的基础上,设计了Ｔｉ／Ｃｕ／Ｎｉ中间层,提出二次部分瞬液相连接的新方法。认为二次部分瞬间液相连接能避免脆性Ｎｉ－Ｔｉ化合物层的形成,提高连接接头强度。     

用Y2O3—Al2O3—SiO2—Si3N4钎料连接氮化硅复相陶瓷

研究了用Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｓｉ３Ｎ４,钎料对氮化硅复相陶瓷的连接。对连接界面进行了ＳＥＭ,ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析,接头强度随着保温时间,连接温度的增加而逐渐增加。在达到峰值后,连接强度逐渐降低,在ＹＡＳ钎料中添加氮化硅,可以降低接头界面的热应力,改善接头强度。     

Si3N4陶瓷/Nb/Cu/Ni/Inconel 600界面反应层形成机制研究

观察分析了Si3N4陶瓷/Nb/Cu/Ni/Inconel600界面处反应层的形貌、元素分布、反应层中的相结构、界面反应以及反应层的生长规律,研究了Si3N4陶瓷/Nb/Cu/Ni/Inconel600界面处反应层的形成机制.研究结果表明:在连接过程中,Cu层首先熔化,Nb、Ni向液态Cu中扩散溶解形成Cu-Nb-Ni合金,液态合金中的Nb和Ni向Si3N4表面扩散聚集并与Si3N4反应形成反应层;Si3N4侧的反应层主要物相是NbN和Nb、Ni的硅化物,Ni基合金侧反应相主要是NbNi3和Cu-Ni合金;在连接温度为1403 K的条件下,随着连接时间的增加,界面反应层厚度先快速增加,再缓慢增加.     

Si3N4／SiC纳米复合陶瓷的微观结构

利用ＪＥＭ２０００ＥＸⅡ高分辨电镜和ＨＦ２０００冷场发射枪透射电镜对Ｓｉ３Ｎ４ＳｉＣ纳米笔合陶瓷材料的微观组织，结构和成分进行了研究。结果表明，ＳｉＣ颗粒弥散分布基体相β－Ｓｉ３Ｎ４晶内和晶界，晶内ＳｉＣ颗粒与基体相的界面结构有三种类型；１）直接结合的的界面；２）完全非晶态的界面；３）混合型的界面，晶间ＳｉＣ颗粒与基体相的界面大部分是直接结合的。     

Co—Ti,Ti—Zr—Cu高温钎料在Si3N4陶瓷上润湿性与界面连接

设计了Ｃｏ－Ｔｉ，Ｔｉ－Ｚｒ－Ｃｕ两种高温钎料，进行了它们与Ｓｉ３Ｎ４表面的润湿性实验，利用ＸＲＤ分析钎焊合金与陶瓷界面，结果表明Ｃｏ－Ｔｉ合金中Ｔｉ以化合形态形式存在时，钎料不润湿Ｓｉ３Ｎ４陶瓷，钎焊合金与陶瓷间的办面连接强度与基体材料及界面反应产物密切相关。     

Si3N4／SiC纳米复合陶瓷的制备,结构和性能

Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣＵ纳米复合陶瓷是近年发展起来的高温高温度结构材料，它通过纳米ＳｉＣ颗粒在Ｓｉ３Ｎ４基体中的弥散达到强化增韧的效果。研究表明，这种增韧方法所获得的室温和高温机械性能均远远高于其它的增韧方法。本文综述了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ纳米复合陶瓷在制备、结构和性能方面的研究成果，指出了尚待解决的问题和今后的研究方向。     

纳米SiC—Si3N4复合粉体的制备及研究

本文以炭黑和气凝氧化硅为原料，采用碳热还原氮化的方法制备纳米ＳｉＣ－Ｓｉ３Ｎ４复合粉体；复合粉中ＳｉＣ的含量由起始粉中Ｃ：ＳｉＯ２的摩尔比控制。在复合粉体的表征中用ＸＲＤ线宽法测量ＳｉＣ粒径大小。ＴＥＭ照片显示Ｓｉ３Ｎ４粒径在１００￣２００ｎｍ；ＳｉＣ为纳米级。文中还对生成复合粉体的反应机理进行了探讨。同时利用这一工艺制备出单相的Ｓｉ３Ｎ４粉和ＳｉＣ粉。     

原位反应结合多孔Si3N4陶瓷的制备及其介电性能

以氮化硅(Si₃N₄)和氧化铝(Al₂O₃)为起始原料, 利用原位反应结合技术制备Si₃N₄多孔陶瓷. 研究烧结温度和保温时间对Si₃N₄多孔陶瓷的微观结构、力学性能以及介电性能的影响. 结果表明: 烧结温度在1350℃以下, 保温时间<4h时, 随着烧结温度的升高, 保温时间的延长, 样品的强度和介电常数增大; 但条件超出这个范围, 结果刚好相反; 物相分析表明多孔陶瓷主要由Si3N4和Al₂O₃以及Si₃N₄氧化生成的SiO₂(方石英)组成. 所制备的多孔Si₃N₄陶瓷的气孔率范围为25.34%～48.86%, 抗弯强度为34.77～127.85MPa, 介电常数为3.0～4.6, 介电损耗约为0.002.     

烧结助剂对Si3N4/BN层状复合陶瓷结构与性能的影响

研究了MgO-Y₂O₃-Al₂O₃体系(相应的层状复合陶瓷试样记为A)、Y₂O₃-Al₂O₃体系(相应的层状复合陶瓷试样记为B)及La₂O₃-Y₂O₃-Al₂O₃体系(相应的层状复合陶瓷试样记为C)烧结助剂对Si₃N₄/BN层状复合陶瓷结构与性能的影响.研究表明:在相同的烧结工艺下,试样A、B、C的抗弯强度分别为700、630、610MPa,断裂功分别为2100、1600、3100J/m².试样A、B以脆性断裂为主,裂纹偏转现象不明显,而试样C的载荷-位移曲线显示了明显的“伪塑性”特征,裂纹的偏转与扩展现象明显.试样A中Si₃N₄晶粒大小不均且长径比较小,而试样C中长柱状Si₃N₄晶粒发育完善,有较大的长径比.     

反应烧结制备Si3N4/SiC复相陶瓷及其力学性能研究

以两种不同配比Y₂O₃/Al₂O₃ (A, 2:3; B, 3:1, 总量15 wt%)为烧结助剂, 通过添加不同质量分数的SiC粉体,反应烧结制备了高强度的氮化硅/碳化硅复相陶瓷。并对材料的相组成、相对密度、显微结构和力学性能进行了分析。结果表明: 在1700℃保温2 h情况下, 烧结助剂A 与B对应的样品中α-Si₃N₄相全部转化为β-Si₃N₄; 添加5wt% SiC, 烧结助剂A对应样品的相对密度达到最大值94.8%, 且抗弯强度为521.8 MPa, 相对于不添加SiC样品的抗弯强度(338.7 MPa)提高了约54.1%。SiC能有效改善氮化硅基陶瓷力学性能, 且Si₃N₄/SiC复相陶瓷断裂以沿晶断裂方式为主。     

碳化硅质焊料连接氮化硅/碳化硅陶瓷的性能研究

采用以碳化硅为主相的焊料,在无压的条件下,连接氮化硅结合碳化硅陶瓷.结果表明:焊料在室温到1323K的干燥和烧结过程中,体积稳定,稍有膨胀.在1173K保温3h的条件下,连接的样品拉伸强度达到1.76MPa,热震残余强度保持率为82%.接头致密,并且焊料层与母材显微结构非常相似,界面处有明显的元素扩散,这对于提高结合强度和热震性能有重要作用.     

Dielectric Properties of Porous Reaction-boned Si3N4 Ceramics with Controlled Porosity and Pore Size

This paper presents the microwave dielectric properties of reaction bonded porous silicon nitride ceramics with variant porosity and pore size, which were prepared by adding pore-forming agent grains into the silicon powders. The experimental results show that the dielectric constant and the dielectric loss of the samples reduce evidently with increasing porosity in the sample. When the porosity is constant, the dielectric constant and the dielectric loss of the ceramics decrease visibly as the pore size increases. Among all the obtained samples, the minimum dielectric constant is about 2.4.     

Si3N4基复相陶瓷材料的制备及力学性能

基于高马赫数导弹天线罩为应用背景,以Si粉、BN粉、SiO2粉为主要原料,采用反应烧结法制备Si3N4基复相陶瓷材料,探讨了原料组成以及制备工艺对力学材料性能的影响规律,采用SEM观察了材料的断口形貌.结果表明:当原料中Si、BN和SiO2的含量分别为55%、30%和10%时,采用分段升温烧结工艺制备的材料力学性能最好,强度达到94.3MPa,断裂韧性1.69MPa·m1/2,模量45.2GPa.     

Al4SiC4陶瓷的高温抗氧化性能和高温力学性能的研究

对Al4SiC4陶瓷的高温抗氧化性能及高温力学性能进行了研究.结果表明,Al4SiC4陶瓷具有优良的高温抗氧化性能,其高温氧化动力学符合抛物线氧化规律.氧化层由三层构成:致密的外氧化层,具有较大孔洞的内氧化层和具有较多细小孔洞的反应层.该陶瓷显示了独特的高温弯曲强度特性,即在1000～1300℃的测试温度范围内,Al4SiC4陶瓷的高温弯曲强度随温度的升高而升高.1300℃时其值为449.73MPa,与室温弯曲强度(297.10 MPa)相比,其增幅为50%左右.