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含量对Si3N4-SiC材料腐蚀性能的影响

利用Si3N4—SiC材料在冰晶石静态融盐电解质中的腐蚀实验研究材料的腐蚀性能,对腐蚀增重率进行记录分析,Si3N4的含量是影响材料腐蚀性能的重要因素,根据实验测定得出Si3N4的含量越高,Si3N4-SiC材料腐蚀程度越严重。     

流延法在Si3N4块体及Si3N4/BN层状材料制备中的应用

本采用流延法制备了Si3N4块体及Si3N4/BN层状材料,流延法已经在陶瓷的制备工艺中得到了广泛的应用,但是很少用于Si3N4体系,尤其是水基流延法。用流法制备Si3N4/BN层状材料时,可以较为容易地控制坯片的厚度,得到性能稳定的层状材料。     

纳米氮化硅粉体的制备

本文用碳热还原法制备了纳米氮化硅粉体,研究了纳米氮化硅颗粒的表面形貌及其电子自旋共振谱。     

无压烧结Al2O3/Si3N4纳米复合陶瓷的力学性能

本文对Al2O3／Si3N4体系进行无压烧结。获得试样相对密度大于98％，采用物相分析，烧结体中并没有Si3N4颗粒存在而是形成SIALON相。Si3N4和Al2O3反应生成的β-SIALON相颗粒不仅分布在Al2O3晶粒晶界处也存在于Al2O3晶粒内部，形成独特的“内晶型”结构。当受到外力时既能诱发穿晶断裂，又能引起裂纹偏转，从而起到增强的作用。由于产生晶界滑移，韧性有所下降。     

Si3N4-SiC材料的氧化性能研究

通过对不同Si3N4含量、不同温度下Si3N4-SiC材料的氧化实验,分析氧化后的氧化增重率,得出Si3N4含量越高,材料氧化越严重;氧化温度越高,材料氧化越严重;且氧化增重率与氧化时间呈直线-抛物线规律。     

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.     

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。     

无压烧结Al2O3/Si3N4纳米复合陶瓷的力学性能

对Al2O3／Si3N4体系进行无压烧结。获得试样相对密度大于98％,物相分析烧结体中并没有Si3N4颗粒存在而是形成SIALON相。Si3N4和Al2O3反应生成的β-SIALON相颗粒不仅分布在Al2O3晶粒晶界处也存在于Al2O3晶粒内部,形成独特的“内晶型”结构。当受到外力时既能诱发穿晶断裂,又能引起裂纹偏转,从而起到增强的作用。由于产生晶界滑移,韧性有所下降。     

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。     

煅烧预处理改善氮化硅的凝胶注模成型工艺

凝胶注模成型工艺要求制备高固相含量、低粘度的浓悬浮体.商业氮化硅粉体表面特性复杂,难于制备符合工艺要求的悬浮体,而且在水基凝胶注模成型中固液界面上发生的放气反应也会导致坯体中存在显气孔缺陷.因此,本文在850℃下煅烧氮化硅粉2h,改善了粉体表面特性,在颗粒表面生成SiO2和Si2N2O包覆层,使成型过程中产生气孔的有害反应得到有效抑制,从而通过凝胶注模成型获得了均匀的坯体.     

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。     

热压烧结Al2O3/Si3N4复相陶瓷的研究

采用热压烧结工艺制备了Al2O3/Si3N4复相陶瓷材料,对不同温度下、不同氮化硅用量时所制备的材料进行了硬度、断裂韧性等力学性能的测试,运用X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)技术对材料的微相组成与显微形貌进行表征.结果表明1600 ℃,30 MPa,保温1 h,Si3N4用量为3wt%时所制备的材料的各项力学性能达到了最佳值.     

Si3N4／SiC纳米复相陶瓷研究进展

本文综述了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ纳米复相陶瓷的研究进展,较详细地介绍了纳米粉体的制备工艺及热处理研究、复相陶瓷的制备工艺、力学性能、微观结构及增韧强化机理。     

反应烧结制备Si3N4-BN复合材料

以Si粉和BN粉为原料,Fe2O3为烧结助剂,采用反应烧结法于1450℃氮气气氛下制备了Si3N4-BN复合材料. 利用XRD研究了不同烧结制度和BN含量下复合材料的物相组成,利用SEM对材料断面形貌进行了观察,并测定了不同BN含量材料的显气孔率、体积密度和常温抗折强度,同时探讨了Fe2O3的助烧机理和b-Si3N4的形成机理. 研究结果表明,当氮化温度为1450℃、保温时间为45 h时,Si可完全氮化,材料中主晶相仅为Si3N4和BN. 随着BN含量的增加,相对密度和常温抗折强度下降,b-Si3N4含量增多. 当BN含量为30%时,其相对密度为73.3%,抗折强度可达52.5 MPa,同时b/a相比为3.4.     

利用Ti／Ni共晶反应连接Si3N4／Ni的连接强度

本文用Ｔｉ箔在１３２３Ｋ直接进行Ｓｉ３Ｎ４／Ｎｉ的真空连接。结果表明,通过Ｎｉ、Ｔｉ之间的相互扩散形成的液体合金与Ｓｉ３Ｎ４发生界面反应,形成Ｓｉ３Ｎ４／ＴｉＮ／Ｔｉ５Ｓｉ４＋Ｎｉ３Ｓｉ（混合层）的接合界面,ＴｉＮ层和混合层的生长均 物线规律生长因子分别为１．３×１０＾－８ｍｓ＾－１／２和７．４×１０６－８ｍｓ＾１／２。接头弯曲强度随连接时间的增加,即Ｓｉ３Ｎ４／ＴｉＮ界面的连续和致密化而显著提高     

Silicon nitridation mechanism in reaction‐bonded Si3N4–SiC and Si3N4‐bonded ferrosilicon nitride

Reaction‐bonded Si₃N₄–SiC and Si₃N₄‐bonded ferrosilicon nitride, with Si powder, SiC particles and Fe₃Si–Si₃N₄ particles as raw materials, respectively, are prepared in flame‐isolation nitridation shuttle kiln with flowing N₂ at 1723K. There is columnar β‐Si₃N₄ in both Si₃N₄–SiC and Si₃N₄‐bonded ferrosilicon nitride. However, fibrous α‐Si₃N₄ is only observed in Si₃N₄–SiC and Si₃N₄‐bonded ferrosilicon nitride contains much more Si₂N₂O than Si₃N₄–SiC. By analyzing the oxidation thermodynamics of Si and Si₃N₄, it is known that in the process of producing Si₃N₄–SiC, Si is oxidized first to gaseous SiO and fibrous α‐Si₃N₄ is generated with SiO and N₂. The existence of SiO is the reason of low silicon nitridation rate. But in the process of producing Si₃N₄‐bonded ferrosilicon nitride, Si₃N₄ is easier to be oxidized than Si and Si₂N₂O is generated on the surface of Si₃N₄ hexagonal prisms in ferrosilicon nitride particles. Meanwhile, Si in raw materials forms new ferrosilicon alloys with Fe₃Si, which decreases the temperature of liquid appearance and blocks some open pores in the samples, which stops the matter loss of nitridation. Liquid ferrosilicon alloys favors β‐Si₃N₄ generation from Si direct nitridation and fibrous α‐Si₃N₄ transformation, which used to exist in ferrosilicon nitride raw materials.     

Ni/Si_3N_4金属陶瓷粉体的制备与表征

以Si3N4,NiCl2和水合肼(N2H4·H2O)为原料,采用非匀相形核工艺,在Si3N4的表面包覆一层金属Ni,得到了Ni包裹Si3N4金属陶瓷复合粉体。利用X射线衍射(XRD)确定了样品的相组成,利用透射电子显微镜(TEM)观察了样品的微观结构,用能谱仪(EDS)表征了粉体中的元素分布。研究发现,在pH值为11时,可以制得均匀的包覆粉体,复合粉体的的形貌基本上是类球形。     

Al和Si对MgO-Si3 N4复合材料强度和显微结构的影响

以电熔镁砂、氮化硅与Al或Si为原料,制备的试样经1400℃烧后制成了MgO-Si3N4复合材料,研究了金属Al或Si对MgO-Si3N4复合材料强度的影响.发现Al或Si的加入均可显著提高MgO-Si3N4复合材料的常温耐压强度和高温抗折强度(1400℃).然后借助SEM和EDAX等手段研究了加入4%Al或Si的MgO-Si3N4复合材料的显微结构,揭示了金属Al和Si的增强作用机理体系中的Al转化为晶须状的氮氧化物,起纤维增韧作用;体系中的Si转化为粒状或絮状的氮化硅,起颗粒增强作用.