振荡压力对高性能氮化硅陶瓷烧结致密化的影响

采用新型振荡压力烧结技术制备高性能氮化硅陶瓷,并对比热压烧结技术,研究了不同工艺下氮化硅陶瓷的致密度、物相、晶粒尺寸、微观形貌及力学性能变化规律,分析了振荡压力对氮化硅陶瓷的致密化作用.结果表明:振荡压力烧结工艺下氮化硅陶瓷实现了α相到β相的物相完全转变,相对密度达到了99.82％;对比热压烧结工艺,振荡压力作用下氮化...     

振荡压力烧结氮化硅陶瓷微观形貌及其力学性能EI北大核心CSCD

在氮化硅粉料中引入Al2O3、Y2O3和TiC,采用振荡压力烧结技术制备氮化硅陶瓷材料。研究了不同温度(1700、1725、1750、1775℃)氮化硅的微观形貌、晶粒尺寸的变化及其对氮化硅力学性能的影响。探讨了第二相TiC的加入对粉体致密化及界面结合性能的影响。结果表明:在振荡压力烧结工艺下氮化硅陶瓷在1725℃时即可达到完全致密化并获得高的抗弯强度与硬度,其抗弯强度、Vickers硬度值分别为(1421±59)MPa和(16.1±0.3)GPa。试样晶粒的长径比同样是随着温度的升高先增大后降低,其中,晶粒长径比最大的是1725℃烧结的试样,当温度继续升高至1775℃时,晶粒的长径比下降明显,晶粒粗化。氮化硅的抗弯强度与硬度在温度高于1725℃时开始也随着长径比下降而减小。     

振荡压力烧结氮化硅陶瓷微观形貌及其力学性能

在氮化硅粉料中引入Al₂O₃、Y₂O₃和TiC,采用振荡压力烧结技术制备氮化硅陶瓷材料。研究了不同温度(1 700、1 725、1 750、1 775℃)氮化硅的微观形貌、晶粒尺寸的变化及其对氮化硅力学性能的影响。探讨了第二相TiC的加入对粉体致密化及界面结合性能的影响。结果表明:在振荡压力烧结工艺下氮化硅陶瓷在1 725℃时即可达到完全致密化并获得高的抗弯强度与硬度,其抗弯强度、Vickers硬度值分别为(1 421±59)MPa和(16.1±0.3)GPa。试样晶粒的长径比同样是随着温度的升高先增大后降低,其中,晶粒长径比最大的是1 725℃烧结的试样,当温度继续升高至1 775℃时,晶粒的长径比下降明显,晶粒粗化。氮化硅的抗弯强度与硬度在温度高于1 725℃时开始也随着长径比下降而减小。     

氮气压力对氮化硅烧结行为的影响

本文在１４００－１７００℃温度范围内，分别在３０ａｔｍ和１ａｔｍ的Ｎ２中氮化硅陶瓷的烧结行为进行了比较研究，对比试验结果表明，在气压烧结过程吕其致密化和α－β相变速率滞后于常压烧结，晶界第二相组成也有所不同。为了避免高压气氮气被包陷和致密化滞后，在气压烧结过程的前期应避免使用高压氮气。     

低温无压烧结氮化硅陶瓷的相变及致密化研究

采用氧化铝（Al2 O3）和氧化钇（Y2 O3）为烧结助剂,利用无压烧结工艺在低温下制备氮化硅陶瓷材料。利用XRD和SEM等着重研究了无压烧结氮化硅陶瓷低温阶段时的物相组成及其致密化。结果表明：当添加剂含量为10％,烧结温度高于1430℃时,α→β相转变较快;当烧结温度达到1510℃时,α相全部转变为β相。     

β-氮化硅陶瓷烧结致密化的研究

以β-Si3N4粉末为原料,MgAl2O4为烧结助剂,通过气氛压力烧结(GPS)制备出致密的β-氮化硅陶瓷材料,探讨了β-氮化硅陶瓷烧结机制,系统研究了烧结助剂质量分数、烧结温度以及保温时间对材料致密化的影响.     

六方氮化硼陶瓷的烧结及其结构与性能EI北大核心CSCD

以亚微米级h-BN粉体为原料,在不添加任何烧结助剂的情况下,分别采用无压烧结、热压烧结和放电等离子烧结（SPS）制备h-BN陶瓷,采用X射线衍射和扫描电子显微镜对烧结后样品的物相组成和显微结构进行测试和观察,研究不同烧结方法对h-BN陶瓷的致密度、晶粒取向、显微形貌及力学性能的影响,对比分析了不同烧结方法下坯体初始致密度对h-BN陶瓷性能的影响。结果表明：无压烧结无法实现h-BN陶瓷烧结致密化,力学性能较差,而通过热压和放电等离子烧结的方法均能得到结构致密、力学性能较好的h-BN陶瓷。相比于传统的无压和热压烧结,放电等离子烧结方法制备的h-BN陶瓷具有更高的致密度和更好的力学性能,而且晶粒更均匀细小,烧结温度可降低200℃以上。此外,坯体初始致密度的提高能显著提高h-BN陶瓷的抗弯强度和断裂韧性,但对热压和放电等离子烧结制备的h-BN陶瓷致密化的影响较小。     

基于振荡压力烧结的氧化锆陶瓷水热老化行为（英文）

采用振荡压力烧结法制备了致密度高、晶粒细化、力学性能优异的氧化锆陶瓷,研究了水热老化时间对两种氧化锆陶瓷(振荡压力烧结OPS,热压烧结HP)的显微结构、相变及力学性能的作用规律及机制。Raman分析表明:随着老化时间的延长,2种材料中单斜相氧化锆的含量缓慢增加,但OPS氧化锆在178、189 cm^-1处的峰值强度显著低于HP氧化锆。水热老化导致氧化锆表面微裂纹、颗粒粗化等现象,当老化时间为18 h时OPS氧化锆和HP氧化锆的抗弯强度分别为1 216和878 MPa。纳米压痕测试表明:OPS氧化锆的力学参数显著优于HP氧化锆。因此,OPS烧结技术有望极大拓展氧化锆陶瓷在生物医学领域的应用。     

烧结工艺对β-氮化硅陶瓷的影响

以β-Si3N4粉末为原料,以YAG（钇铝石榴石）为烧结助剂,通过气氛压力烧结（GPS）制备出致密的β-氮化硅陶瓷材料,形成大小均匀的柱状颗粒和小球状颗粒复合显微结构,研究了烧结助剂质量分数、烧结温度以及保温时间对β-氮化硅陶瓷致密化程度及力学性能的影响.     

氮化硅陶瓷在空气气氛炉中烧结的氧化及致密化研究

本文以α-Si3N4粉为原料,含量为10％的Y203和Al203为烧结助剂,成功地在空气气氛炉中对氮化硅样品进行了烧结,研究了烧结温度、保温时间以及埋烧粉的粒度对氮化硅的氧化程度及致密化的影响.结果 表明:提高烧结温度和适当地延长保温时间可以提高氮化硅的致密化程度,但会增加氮化硅的氧化程度;埋烧粉粒径的尺寸也会影响氮化...     

冷等静压成型压力对反应烧结氮化硅陶瓷性能的影响

将硅粉冷等静压成型,通过反应烧结得到氮化硅陶瓷,研究了成型压力对反应烧结氮化硅(RBSN)陶瓷性能的影响。结果表明,当成型压力从100MPa增加到300MPa,反应烧结氮化增重率逐渐下降,从60.25%降到47.31%;而残余硅含量随着增加,从10%增加到29%;RBSN开气孔率随着成型压力的增大而减小,开气孔率从20.50%降到13.81%。成型压力小于等于200MPa时,RBSN的密度和强度随成型压力的增大而增大;成型压力大于200MPa时,RBSN的密度随成型压力的增大而减小,强度随成型压力的增大变化不大,变化约为5%;在200MPa时,RBSN的密度达到最大值2.52 g/cm3。冷等静压成型RBSN由晶须状α-Si3N4,柱状β-Si3N4和残余硅组成。     

烧结助剂对反应烧结氮化硅陶瓷的影响

以Si粉和C粉为主要原料 ,在氮气流量为1.2L·min- 1,氮化温度为 1380℃ ,保温时间为 2 0h的条件下 ,研究了分别以 10wt%的MgO、Al、Al2 O3和Al2 O3+Y2 O3粉为烧结助剂对反应烧结氮化硅陶瓷的影响。结果表明 :以MgO粉作烧结助剂时 ,试样的主要成分是MgSiO3,另外还有Si2 N2 O ,但没有Si3N4 生成 ;以Al粉作烧结助剂时 ,试样的主要成分是SiO2 ,仅有少量Si3N4 存在 ;以Al2 O3作烧结助剂时 ,试样的主要成分是β Si3N4 和α Si3N4 ;以 2wt%Al2 O3+8wt%Y2 O3作烧结助剂时 ,试样的主要成分为 β Si3N4 ,同时含有少量α Si3N4 。     

氮化硅陶瓷的烧结

氮化硅陶瓷广泛用作高温结构材料,是很有前途的陶瓷材料之一。本文研究了氮化硅陶瓷烧结动力学,分析了影响氮化硅陶瓷烧结的因素,为氮化硅陶瓷烧结提供了依据     

陶瓷材料闪烧技术研究进展EI北大核心CSCD

总结了闪烧研究中所涉及的实验内容(包括平台、制度和材料体系等)和烧结机理(包括焦耳热效应、快速升温致密化、接触点局部热效应和缺陷作用理论等),比较了闪烧和传统烧结制得材料的微观形貌和力学性能,展望了闪烧技术的发展趋势和方向。结果表明:闪烧技术可广泛应用于离子导体、绝缘体、半导体和类金属导电陶瓷等多种陶瓷材料的制备中,闪烧制备的陶瓷材料较传统烧结具有更精细的微观形貌和更优异的力学性能。     

ZrB_2-YAG陶瓷的烧结致密化

通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体,对其进行放电等离子烧结以提高ZxB2陶瓷的烧结致密度.用扫描电镜观察试样的显微结构,用X射线衍射仪对试样进行物相分析.结果表明:包覆犁粉体在700～1 000℃时出现1次大的收缩,然后出现1个不收缩的平台,当温度达到1 100℃之后出现第2次收缩.适宜制备高致密的ZrB2-钇铝石榴石(yttrium aluminium garnet,YAG)陶瓷的工艺条件为;烧结温度为1 700℃,烧结压力为20MPa,保温时间为4min,YAG的添加量为30%(质量分数),所制备的ZrB2-YAG陶瓷相对密度大于95%.     

烧结助剂对氮化硅陶瓷显微结构和性能的影响

氮化硅中氮原子和硅原子的自扩散系数很低，致密化所必需的扩散速度和烧结驱动力都很小，在烧结过程中需采用烧结助剂。烧结助剂是影响氮化硅陶瓷的显微结构和性能的关键因素之一。有效的烧结助剂不但可以改善氮化硅陶瓷的显微结构，而且可以提高氮化硅陶瓷的高温性能和抗氧化性能。     

AIN陶瓷的烧结致密化与导热性能

氮化铝陶瓷具有高热导率，低介电常数，与硅相匹配的热膨胀系数等优良特性，应用领域非常广泛，对AIN粉体的合成，烧结工艺，助烧结剂及其应用等方面进行了介绍，并对AIN未来的发展趋势进行了展望。     

比表面积对TiO2陶瓷烧结初期致密化行为的影响

将比表面积分别为30 m2/g和1 m2/g的纳米(50 nln)和微米(2 μm)金红石TiO2陶瓷坯体在高温热膨胀仪中自室温至1200℃进行恒速无压烧结,升温速率为1℃/min,3℃/min和5℃/min,热膨胀仪自动记录烧结收缩.为阐明比表面对无压烧结初期致密化行为的影响,研究了氧化钛陶瓷的烧结收缩行为.同时,利用Arrhenius曲线研究了纳米和微米氧化钛陶瓷的烧结激活能.结果表明:随烧结温度的增加,比表面积的增加加速了致密化速率;纳米和微米氧化钛的烧结激活能分别为115±10 kJ/mol和302±15 kJ/mol;对于纳米氧化钛,当烧结体的瞬时相对密度为70～80%时,出现最大致密化速率,而对于微米氧化钛陶瓷,最大致密化速率出现在相对密度为75～85%.     

热压烧结BN-AlN复相陶瓷致密化研究

研究了热压烧结BN-AlN复相陶瓷的致密化行为，研究了添加剂的加入量、AlN第二相的含量以及热压温度、保温时间等工艺参数对复相陶瓷致密化的影响。结果表明：当Y2O3的添加量为10％，AlN加入量为50％时，在1900℃，保温2h，压力为30MPa，N2气氛下可以制备出致密的BN—AlN复相陶瓷，对BN—AlN的相组成及显微结构进行了观察分析。