纳米复相陶瓷

本文简要介绍了纳米复相陶瓷、纳米复相陶瓷力学性能，着重分析了纳米Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ复相陶瓷显微结构特点，同时展望了今后纳米复相陶瓷的研究重点。     

可切削陶瓷的研究进展

综述了可加工玻璃陶瓷、可加工复相陶瓷和可加工Ti3SiC2陶瓷的结构、性能．介绍了近年国内外在这方面的最新研究动态及进展，并展望了今后的研究重点。     

可加工B_4C/BN复相陶瓷的制备及其高温抗氧化性能

采用热压烧结工艺制备单相B4C陶瓷、B4C/BN微米复相陶瓷和B4C/BN纳米复相陶瓷。研究了其在1 000～1 300℃的等温氧化性能,通过对氧化后试样表面的物相组成和显微结构的分析,探讨了氧化机理。结果表明:单相B4C陶瓷、B4C/BN微米复相陶瓷和B4C/BN纳米复相陶瓷的高温抗氧化性能随氧化温度提高和氧化时间增加而逐渐降低,试样氧化过程中质量损失逐渐明显。对试样在不同氧化温度下得到的氧化曲线进行了线性拟合分析,试样在1 000℃时抗氧化性能较好,但在1 300℃时抗氧化性能较差。氧化后试样表面的物相组成主要为B4C相、h-BN相,以及少量的B2O3相和Al4B2O9或Al18B4O33相。氧化后试样表面存在一层厚度约为100μm的氧化层,氧化层中存在许多微孔和少量玻璃相物质。氧化生成的B2O3挥发是导致试样质量随着氧化温度和氧化时间增加而显著减少的主要原因。     

低温燃烧合成复相PSZ陶瓷微粉

用水合硝酸盐作氧化剂、以尿素为燃料,根据推进化学计算原料的配比,进行了复相PSZ超细陶瓷粉的低温燃烧合成,考察了不同点火温度以及不同环境温度的影响,并与硝酸盐直接煅烧分解进行了比较。结果发现,点火温度较高时,则燃烧产物中非晶态物质减少;与硝酸盐直接煅烧相比较,低温燃烧合成可快速得到c-ZrO2晶态微粉：细小的分散开的纳米级颗粒和较粗大的颗粒。     

Si3N4/TiN复相陶瓷的抗氧化性能

以铁尾矿和含钛高炉渣为主要原料合成了Si3N4/TiN复相陶瓷,在热力学分析的基础上,研究了Si3N4/TiN复相陶瓷的抗空气氧化性能,并对其氧化过程进行了动力学分析.采用X射线衍射、扫描电镜和能谱等对Si3N4/TiN复相陶瓷的氧化过程、氧化后样品显微形貌进行了表征,并通过分析样品的恒温氧化质量增加曲线研究了其抗氧化...     

Si3N4／SiCp复相陶瓷研究现状及进展

详细介绍了ＳｉＮ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷的研究现状，着重论述了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ纳米复相陶瓷的制备工艺及发展趋势。     

可加工陶瓷研究进展

介绍了国内外可加工玻璃陶瓷、石墨系复相陶瓷、h-BN系纳米复相陶瓷、可加工层状复相陶瓷、可加工多孔陶瓷、稀土磷酸盐系复相陶瓷和Mn＋1AX。化合物等7种可加工陶瓷的制备机理的研究现状,并对该领域今后的发展方向进行了进一步探讨。     

氮化硅陶瓷晶界相设计及晶界性能改善

为改善氮化硅陶瓷的高温性能,晶界工程已在世界范围内受到广泛关注。本文综述了各种通过改善晶界相耐火度来提高氮化硅陶瓷高温力学性能的方法。其中包括形成固溶体、提高玻璃软化温度、晶化及氧化处理等     

复相陶瓷

从陶瓷发展历史过程与相应社会发展需求说明复相陶瓷的研究是当前结构陶瓷发展的重要研究方向之一。简要介绍了复相陶瓷的组份设计的主要依据是物理化学性能上相互匹配,以及制备科学和工艺方案选择合理性。从近年来对复相材料的研究发展举出若干成功例子,其中以纳米级复合材料性能更佳,可能是发展高强高韧结构材料的一个主要方向。最后对复相陶瓷的强化增韧机理加以综述。     

热压的氮化硅—氮化硼系复合材料

本文研制了Ｓｉ３Ｎ４－ＢＮ系列复合材料。该材料具有一系列优良的性能－氧化率低、抗热震性高，可加工性好，通过改变ＢＮ和Ｓｉ３Ｎ４的配比，可以控制其性能。此种材料的制品可以广泛地应用于航空工业、玻璃工业、机械制造工业及其它部门。     

Si3N4／Si3N4陶瓷连接的研究进展

连接技术是Ｓｉ３Ｎ４陶瓷实用过程中必须解决的难题之一。本文综述了Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４陶瓷连接的研究现状以及不同连接工艺对连接强度的影响。     

氧化气氛下热处理对SiC/h-BN复相可加工陶瓷性能的影响

采用热压烧结制备h-BN体积含量分别为30%和40%的可加工SiC/30%h-BN和SiC/40%h-BN复相陶瓷,并在不同温度和氧化气氛下对复相陶瓷样品进行热处理。测试了预制Vickers压痕的复相陶瓷样品在热处理前后的强度和表面硬度,并通过X射线衍射和扫描电子显微镜等研究了复相陶瓷表面成分和显微结构的变化。结果表明:氧化气氛下的热处理可恢复陶瓷在加工时由表面损伤降低的强度,1100℃热处理2h的陶瓷效果最佳。经1100℃热处理2h后,带压痕的SiC/40%h-BN复相陶瓷的强度恢复到389.81MPa,表面硬度从6.11GPa提高10.48GPa。SiC和h-BN的高温氧化行为是强度恢复和表面硬度升高的主要原因。     

可加工BN/B_4C复相陶瓷的制备与其抗热震性能

采用热压烧结工艺制备了BN/B4C微米复相陶瓷和BN/B4C纳米复相陶瓷。由淬水法测试了单相B4C陶瓷,BN/B4C微米复相陶瓷和BN/B4C纳米复相陶瓷的抗热震性能,用三点弯曲法测试了热震后样品的抗弯强度。结果表明:BN/B4C微米复相陶瓷和BN/B4C纳米复相陶瓷的抗热震性能明显高于单相B4C陶瓷的抗热震性能,而且BN/B4C纳米复相陶瓷的抗热震性能明显高于BN/B4C微米复相陶瓷的抗热震性能。BN/B4C微米复相陶瓷和BN/B4C纳米复相陶瓷具有良好的抗热震性能主要是由于具有较高的抗弯强度和较低的弹性模量;同时BN/B4C复相陶瓷中的BN/B4C弱界面和层状结构的h-BN晶粒能够显著提高复相陶瓷的抗热震性能。     

氮化硅陶瓷的热疲劳特性

在急冷法热疲劳下,热压氮化硅青瓷的机械性能发生了较大幅宣的衰减,材料的抗折强度衰减大于断裂韧性衰减。由于温度对裂纹生长的促进作用,经过多次急冷热循环,材料高温性能,无论强度还是断裂韧性衰减都大于常温性能衰减。热疲劳使材料内部的显微结构发生了显著变化。     

制备工艺对多孔Si_3N_4陶瓷介电性能的影响(英文)

采用添加成孔剂和冰冻-干燥法制备具有不同气孔率(30%～60%)的多孔Si3N4陶瓷,研究了不同制备工艺对多孔Si3N4陶瓷介电性能的影响.结果表明:不同的成型工艺制备出具有不同孔分布的氮化硅多孔陶瓷,添加成孔剂制备的多孔陶瓷具有较大的孔,洞分布在致密的基体上:冰冻-干燥法制备的多孔陶瓷具有复合孔分布.对样品的介电特性的研究表明,随着样品的气孔率增加,其介电常数和介电损耗减小;添加成孔剂制各样品的介电常数小于冰冻-干燥法制备样品,而其介电损耗较大,多孔Si3N4陶瓷的介电常数和介电损耗分别在5.21～2.91和9.6×10-3～2.92×10-3范围内变化.     

反应烧结氮化硅陶瓷的连接

用硅粉、黏土、硅溶胶配制的浆料作为焊料,在1390℃氮化烧结过程中,对经过预氮化的氮化硅陶瓷进行无压反应烧结连接。实验表明：黏土的加入改善了焊料塑性,形成了较致密的接头,连接强度达到40MPa。焊料经反应烧结后生成了Si3N4和O′-sialon,与母材具有物理化学相容性。焊料／母材界面处形成了针状sialon晶体交织的网络结构,将焊料与母材互锁成为一个整体,起到很好的界面结合作用。焊料的反应烧结和焊料／母材界面反应都为溶解一沉淀机理控制。     

烧结助剂对多孔氮化硅陶瓷的力学性能及介电性能的影响

通过添加烧结助剂,采用常压烧结工艺制备出不同气孔率(19%～54%)的氮化硅陶瓷.采用Archimedes法、三点弯曲法和Vickers硬度测试法测量了材料的密度、气孔率、抗弯强度及硬度.用X射线衍射及扫描电镜检测了相组成和显微结构.用谐振腔法测试了氮化硅陶瓷在10.2 GHz的介电特性.结果表明:材料具有优良的介电性能.随着烧结助剂的减少,样品中气孔率增加,力学性能有所下降,介电常数和介电损耗降低.添加Lu2O3所制备的氮化硅陶瓷的力学性能和介电性能优于添加Eu2O3或Y2O3制备的氮化硅陶瓷.当气孔率高于50%时,多孔氮化硅陶瓷(添加入5%的Y2O3或Lu2O3,或Eu2O3,质量分数)的抗弯强度可达170 MPa,介电常数为3.0～3.2,介电损耗为0.000 6～0.002.     

铁元素在氮化硅铁中的存在状态

用化学分析、XRD，SEM，EDS等检测手段，首次对闪速燃烧工艺制备的新型合成原料——氮化硅铁(Fe-Si3N4)中铁元素的存在状态进行了研究。结果表明：以小于0．074mm的FeSi75颗粒为原料制备氮化硅铁时，FeSi75颗粒表面的硅原子氮化形成氮化硅包覆层，硅铁受热熔化；随着硅的持续氮化减少，铁含量相对增加，硅的氮化难度加大；最后，铁以Fe3Si和α-Fe两种形式保留下来，并且主要分布于氮化硅粉体颗粒的内部，并用热力学进行了分析。     

焊料中氮化硅含量对氮化硅陶瓷连接强度的影响

采用含有Ｙ２Ｏ３,Ａｌ２Ｏ３,ＳｉＯ２和Ｓｉ３ｎ４的焊料在１６００℃,３０ｍｉｎ,５ＭＰａ压力的条件下对无压烧结氮化硅陶瓷进行连接实验,研究焊料烨硅的摩尔分数对连接强度的影响。结果表明,随着氮化硅摩尔分数的增加,连接强度也得以提高,这主要是因为氮化硅的加入降低了焊料的热膨胀系数以及加速了结合层内焊料的氮化过程,但是,氮化硅摩尔分数进一步增加,导致焊料的粘度增加,影响了焊料在陶瓷表面的润湿和辅展,使     

半透明氮化硅陶瓷的放电等离子烧结制备及性能

用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术,以质量分数(下同)为9%氮化铝(A1N),3%氧化镁(MgO)为烧结助剂,在1850℃烧结5min,成功制备了半透明氮化硅(Si3N4)陶瓷.半透明Si3N4陶瓷在中红外波段表现出良好的透过率,最大透过率为66.4%.SPS的快速致密化过程保证了烧结体具有良好的晶体结构,有利于提高透过率.SPS快速的烧结过程和A1N和MgO的加入能够有效抑制烧结过程中Si3N4陶瓷由α相向β相的转变,是制备光学性能良好的Si3N4陶瓷的关键.报道了半透明Si3N4陶瓷的其他性能.光学性能与其他性能的结合,势必大大拓宽Si3N4陶瓷的应用领域.