硅粉在高压氮气中自蔓延燃烧合成氮化硅

本文对硅粉在高压氮气中的自蔓延燃烧合成(SHS)氮化硅粉末的行为进行了详细研究。结果表明:(1)在遥当条件下,硅粉在SHS过程中可以完全氮化,生成氮化硅,产物含氮量高,含氧量低,但为β相;(2)在硅粉SHS反应中,必须加入适量的Si_3N_4晶种;(3)硅的SHS燃烧波传播速度随氮气压力升高、反应物填装密度减小而增大,但与反应物组成和样品直径无关;(4)燃烧波温度随氮气压力升高、样品直径增大而升高,与反应物组成和填装密度无关。此外本文对产物形貌与上述各实验因素的关系也进行了研究。     

自蔓延高温合成制备单相氮化硅镁粉体

通过自蔓延高温合成技术制备了以MgSiN2为主相的粉体,然后利用酸洗工艺除去杂质得到单相MgSiN2粉体.研究了原料配比、稀释剂MgSiN2的添加量和N2压力对燃烧合成产物相组成的影响,并探讨了酸洗条件对洗除MgO杂质的影响.研究结果表明,以化学计量比配制的原料,难以通过自蔓延高温合成法直接合成单相的MgSiN2粉体;...     

自蔓延高温合成陶瓷材料

本文系统地阐述了自蔓延温合成（ＳＨＳ）陶瓷材料的概念,从动力学、热力学、以及燃烧学角度讨论了ＳＨＳ法的理论与应用。     

硅粉氮化反应合成氮化硅

研究了硅粉直接氮化反应合成氮化硅粉末的工艺因素（包括硅粉粒度、氮化温度、成型压力、稀释剂含量等），借助XRD、SEM等测试手段测定和观察了氮化产物的物相组成和断口形貌。研究结果表明：硅粉在流动氮气氛下，高于1200℃氮化产物中氮含量明显增加；在氮化反应同时还伴随着硅粉的熔结过程，它阻碍硅粉的进一步氮化，其影响程度与氮化温度、氮化速度，素坯成型压力及硅粉粒度等工艺因素有关。在硅粉素坯中引入氮化，其影响程度与氮化温度、氮化速度，素坯成型压力及硅粉粒度等工艺因素有关。在硅粉素坯中引入氮化硅作为稀释剂，提高了硅粉的氮化率，使产物中残留硅量降低；同样在实际生产中可以通过控制适当热处理制度（如分段保温、慢速升温），达到硅粉的完全氮化。在生产中批量合成了含氮量为32．5％，残留硅量为0．05％，主要为α相，含少量β相的针状、柱状的氮化硅。     

自蔓延燃烧合成AlN粉的性能

氮化铝是很有应用前景的功能陶瓷。本文报导了自蔓延燃烧合成的ＡｌＮ粉的形貌、组成及湿法球磨粉碎过程中的氧化现象,和抗水性氮化铝粉的抗氧化性能方面我们新的研究结果。     

陶瓷色料的自蔓延高温合成新工艺

本文综述了陶瓷色料自蔓延高温合成新工艺的原理、优点及前景 ,同时论述了色料自蔓延高温合成的影响因素。     

自蔓延高温合成耐火材料

介绍了自蔓延法 (SHS)制备耐火材料的原理 ,并对SHS制备耐火材料的影响因素、应用现状和发展前景以及存在的问题进行了系统的论述     

稀释剂含量对自蔓延高温合成Si3N4-SiC-TiN陶瓷的影响

以TiSi2和SiC为原料,利用自蔓延高温合成(self-propagation high-temperature synthesis,SHS)方法合成直径为24mm的Si3N4-SiC-TiN陶瓷.通过理论计算和实验研究了不同孔隙率压坯中稀释剂SiC含量对反应物TiSi2转化率的影响.结果表明:SiC在一定范围内增加有利于TiSi2的氮化,且含40%(质量分数,下同)SiC和50%SiC的压坯在燃烧合成过程中发生了SiC的氮化反应.压坯孔隙率为50%(体积分数,下同)时,反应物TiSi2氮化充分,最终产物为Si3N4-SiC-TiN.孔隙率为45%,含量为30%SiC和40%SiC压坯的合成产物中残留游离Si,50%SiC压坯的合成产物中未发现游离Si.在稀释剂含量为35%SiC,氮气压力为150 MPa条件下,所得的Si3N4-SiC-TiN复相陶瓷抗弯强度达430 MPa,断裂韧性为3.6MPa·m1/2.     

氮气压对自蔓延高温合成Si3N4的影响

主要研究了氮气压力对自蔓延高温合成Ｓｉ３Ｎ４的影响,并通过放气法详细地研究了β－Ｓｉ３Ｎ４的生长机理,结果表明：随着氮气压的增加和燃烧温度的提高,促进了Ｓｉ的蒸发,从而致使产物中Ｓｉ３Ｎ４的α／β相的比例增加,通过放气法实验,观察到了棒状Ｓｉ３Ｎ４以气－液－固（ＶＬＳ）机制生长的中间形态,Ｘ射线能谱分析表明β－Ｓｉ３Ｎ４以气－液－固（ＶＬＳ）机制生长所需的液相依赖于反应物中的含氧杂质,而不是金属杂     

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。     

硅粉粒径对反应烧结多孔氮化硅陶瓷介电性能的影响

以硅粉为原料,添加质量分数为30%的成孔剂(苯甲酸)球形颗粒,反应烧结制备了气孔率为55%,具有球形宏观孔的低密度多孔氮化硅陶瓷.研究了硅粉粒径对反应烧结多孔氮化硅陶瓷介电性能的影响.结果表明:烧结后样品的介电常数ε'和介电损耗tanδ随着初始硅粉粒径的减小都有明显的降低.平均颗粒尺寸为7μm的硅粉制备的样品的ε'嘬小,约为2.5.原料硅粉的粒径变化将影响反应烧结的反应速率,从而影响反应烧结后样品的生成相和微观结构.随着平均颗粒尺寸的减小,反应烧结后Si3N4相含量增加,Si2ON2相和游离硅含量减少,气孔变小.     

自蔓延高温合成Ni0.35Zn0.65Fe2O4粉体的研究

在自蔓延高温合成（ＳＨＳ）Ｎｉ０．３５Ｚｎ０．６５Ｆｅ２Ｏ４铁氧体粉体的实验中,研究了铁粉含量、氧压力、原料粉体粒度和相对密度对燃烧温度、燃烧波速度的影响,以ＸＲＤ,ＴＥＭ,振动样品磁强计分别对产物的微观结构、磁性能进行了研究,制备了粒度分布均匀、磁性能优良的Ｎｉ０．３５Ｚｎ０．６５Ｆｅ２Ｏ４磁粉。     

烧结助剂对自增韧Si3N4陶瓷显微结构和性能的影响

研究了烧结助剂质量分数及比例对热压自增韧Si3N4 陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明 :材料室温抗弯强度和断裂韧性均在烧结助剂的质量分数为 15 %时达到峰值 ,其中 5 %Y2 O3 10 %La2 O3 85 %Si3N4 体系的抗弯强度达 911.3MPa,断裂韧性达10 .0 2MPa·m1 /2 。同时 ,分析了材料显微结构与力学性能的关系 ,发现自增韧Si3N4 陶瓷中 β-Si3N4 柱状晶直径的双峰分布特征对材料力学性能的提高起着很重要的作用     

氮化硅针状晶体的制备

采用Ｓｉ粉直接氮化的方法制备氮化硅针状晶体,通过热力不计算,选择了晶体 温度和压力范围,探讨了温度、压力、添加剂等对针状晶体晶相、形貌、产率的影响,并在１８５０℃、ＣａＯ质量分数为１０％条件下,制备了长径比为４￣１０的β－Ｓｉ３Ｎ４针状晶体,产率为６８％,采用ＸＲＤ,ＴＥＭ、ＳＥＭ对得到的氮化产物及针状晶体进行了表征。     

(Ti-2B-60%Ni)/(3Ti-2BN-xNi)层状材料燃烧合成研究

研究了当燃烧波蔓延通过(Ti-2B-60%Ni)/(3Ti-2BN-xNi)(x=0,10%,20%,40%,均为质量分数,以下同)两层混合粉料时,3Ti-2BN-xNi层稀释剂Ni含量的改变及混合粉料相对密度的变化对燃烧波形态和燃烧波波速的影响规律.经实验测定,Ti-2B-60%Ni,3Ti-2BN,3Ti-2BN-10%Ni,3Ti-2BN-20%Ni单层混合粉料在生坯压制压力p＝60 MPa时其燃烧波波速分别为:28.35, 4.96, 4.43, 3.83 mm/s.在此条件下,燃烧波在3Ti-2BN-40%Ni混合粉料中不能自蔓延.上述研究结果为燃烧合成功能梯度材料奠定了基础.     

添加剂和升温速度对Si3N4陶瓷显微结构的影响

研究了添加剂组合与升温速度对气压烧结Ｓｉ３Ｎ４显微结构的影响。第二添加剂使晶体粒径整体增大，长径比降低，同时加入Ｓｃ２Ｏ３和ＺｒＯ２，并慢速升温，可有效提高长径比，放慢升温速度利于形成双峰粒度分布。     

原位燃烧合成Si3N4/Ti(C,N)/SiC复相陶瓷热力学分析

研究了用ＴｉＣ作添加剂时Ｓｉ粉坯在高压氮气中的燃烧行为,结果表明：ＴｉＣ加入量对燃烧合成产物的相组成有重要影响,原因在于ＴｉＣ加入量直接影响燃烧过程中氮气向反应前沿的渗透性,从而影响试样中不同部位氮气分压的变化,适当调整工艺参数,可以合成Ｓｉ３Ｎ４／Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）／ＳｉＣ复相陶瓷,并从热力学角度对实验结果进行了合理的解释。