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。     

Si3N4／纳米SiC复相陶瓷的研究

采用纳米ＳｉＣ粉体制备了Ｓｉ３Ｎ４／纳米ＳｉＣｐ复相陶瓷。研究了制备工艺、纳米ＳｉＣ含量对材料性能及显微结构的影响,并对材料显微结构特点与强韧化机制进行了分析 。结果表明：添加２０ｖｏ％〈１００ｎｍ的ＳｉＣ粉体时,复相陶瓷的室温抗弯强度达８５６ＭＰａ,当添加１０ｖｏ％上述ＳｉＣ粉体时,复相陶瓷的增韧效果最佳,断裂韧性达８．２７ＭＰａｍ＾１／２,比基体材料提高了２３％。     

用有机前驱体制备Si3N4／纳米SiC复相陶瓷的研究

本研究成功地用有机前驱体引入纳米ＳｉＣ粒子制备出Ｓｉ３Ｎ４／纳米ＳｉＣｐ复相陶瓷。研究了制备工艺和有机前驱体加入量对材料性能及显著结构的影响，并对材料显微结构特点与强韧化机制进行了分析讨论。     

化学激励燃烧合成Si3N4/SiC复合粉体的研究

研究了利用聚四氟乙烯作活化剂时Si／C混合粉末在氮气中燃烧合成Si3N4／SiC复合粉体。结果表明：当聚四氟乙烯的加入量为10％(质量分数)时可有效激励Si-C弱放热反应，使之以燃烧合成方式生成Si3N4／SiC复相粉。在埋粉条件下Si／C／SiC混合粉末也可以实现燃烧合成Si3N4／SiC复相粉。氮气参与反应时可进一步提高燃烧反应温度，并且首先以气相-晶体生长机制生成Si3N4，然后在高温贫氮的反应前沿Si3N4分解，再与C反应生成SiC。在Si3N4／SiC复合粉中Si3N,形貌以晶须为主。综合X射线衍射分析、扫描电镜观察及原子力显微镜观察对实验结果进行了讨论，解释了Si3N4晶须的形成原理。     

Si3N4—SiC系复合陶瓷的试制

1.前言随着现代化学工业的飞速发展多种防腐蚀材料相继脱颖而出,应用于化学工业设备。具有一定耐腐蚀性能的普通化工陶瓷,由于存在着气孔率高、机械强度低和热稳定性差等缺     

原位燃烧合成Al-Zr-N系复相陶瓷--燃烧产物的相组成和热力学分析

原位燃烧合成法能够制备分散性良好的复相陶瓷,对于提高复相陶瓷的性能有着重要的意义.本课题研究了Al-Zr-N系复相陶瓷的燃烧合成反应. 由于金属铝的熔点较低(660℃),而金属锆的熔点较高(1855℃),在燃烧反应的高温下,金属铝要熔融团聚, 阻碍氮气向试样内部的渗透.在燃烧温度低于金属锆的熔点时,金属锆不发生熔化现象.实验结果表明,氮气向试样内部的渗透性对于反应产物的物相组成有着重要的影响.通过X射线衍射和热力学分析得到了燃烧参数和反应产物物相组成之间的关系及其内在规律.     

SiC/Si3N4陶瓷前驱体的合成

通过在六甲基环三硅氮烷中加入部分甲基氢二氯硅烷的氨解产物（ＣＨ３ＨＳｉＮＨ）ｘ,经氢化钾催化制备了聚硅氮烷;用热重分析法研究了其裂性能,考察了反应原料比例、溶剂对陶瓷影响;结果表明;溶剂和原料比例不仅影响硅氮烷的性能,且对陶瓷产率有重要影响。以四氢呋喃做溶剂可得到较高的陶民产率。     

燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷的显微结构

以TiSi2为反应原料,SiC作稀释剂,燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷.利用燃烧波"淬熄"法使反应各个阶段的物相得以保留,通过X射线衍射及扫描电镜分析TiSi2在燃烧合成中的反应过程及显微组织转化.结果表明:完全反应后产物的主相为Si3N4,其余为TiN和SiC.在燃烧过程中,TiSi2首先受热熔化,包覆于SiC颗粒表面,随后与N2反应生成TiN和Si.Si在高热作用下发生熔化、汽化,液态Si与未反应的TiSi2互溶.生成的Si与氮气发生反应,形成Si3N4晶核,并不断长大.燃烧合成反应过程中,Si3N4晶须的生长十分复杂,由气-液-固机制、气-固机制及蒸发凝聚的气相生长机制共同作用.     

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。     

SiC晶须及原位增强Si3N4基复合材料的断裂过程

探讨了ＳｉＣ晶须增强和β－ｓｉａｌｏｎ细长晶粒原位增强Ｓｉ３Ｎ４基复合材料的断裂过程。２种材料的试验结果都显示出明显的二级增韧行为：一级增韧过程,断裂阻抗ＫＲ随微小的裂纹扩展而急剧增大,大裂纹扩展到大约０．２５ｍｍ时达到饱和;二级增韧过程,ＫＲ缓慢增长,一直持续到裂纹扩展达到１ｍｍ（原位增强）和１．８ｍｍ（晶须增强）,观察和分析表明：二级增韧行为的发生,本质上起因于裂纹尖端后方桥接晶须和细长晶粒与     

逆反应烧结制备碳化硅/氮化硅复合材料的工艺

制备Si3N4／SiC复合材料的常规反应烧结是以Si和SiC为原料进行氮化烧结,而逆反应烧结是以Si3N4和SiC为原料,首先使Si3N4反向反应为活性氧化物后再进行烧结。建立逆反应烧结工艺制备Si3N4／SiC复合材料的热力学基础。确定了Si3N4先于SiC氧化;氧化产物可以是SiO2,也可以是Si2N2O;形成的SiO2氧化膜不会与基体材料反应;在膜与基体之间可能生成Si2N2O。论证了逆反应烧结的热力学可行性。通过6个烧结实验,证实了其热力学分析的正确性,并从工艺参数与密度变化、残氮率和比强度等关系筛选出最佳的烧结工艺参数。     

原位合成纤维独石氮化硅陶瓷材料的性能与结构

原位合成纤维独石陶瓷是简便且低成本制备高性能陶瓷材料的一种有效方法,研究了原位合成Ｓｉ３Ｎ４纤维独石陶瓷材料的制备工艺,制备出具有优异性能的纤维石陶瓷。     

低氮气压力下燃烧合成α-Si3N4粉体

采用机械活化的方式对原料粉体进行高能机械研磨预处理,随后在较低氮气压力下进行自蔓延高温燃烧合成反应,并对合成产品进行了X射线衍射分析和扫描电镜观察.研究表明:经机械化学活化处理的原料粉体,在低于3MPa氮气压力下燃烧合成产物主相为α-Si3N4;产物中α-Si3N4的质量分数大于90%,产物的粒度为亚微米级,粉末形貌为近球形.     

定向排布的SiC晶须补强Si3N4复合材料的制备

通过挤制成型和热压烧结成功地制备了具有很好的一维定向排布的ＳｉＣ晶须补强Ｓｉ３Ｎ４复合材料，并从力学上分析了挤制成型过程中流体的受力状态，使晶须定向排布的原因以及影响晶须定向度的因素。     

化学激励燃烧合成SiC超细粉末的工艺和机理研究

研究了利用聚四氟乙烯（-C2F4-）n作活化剂时Si/C混合粉末在氮气中的燃烧行为，结果表明：少量聚四氟乙烯的加入就可有效激励Si-C弱放热反应，使之以燃烧合成方式生成SiC，氮气参与反应时可进一步提高燃烧反应温度，并且首先以气相-晶体机制生成Si3N4，然后在反应前沿分解为SiC，调整工艺参数可获得亚微米级SiC粉末，综合X射线衍射、差热/热量分析及扫描电镜观察，提出了Si-C-N-(-C2F4-）n体系中的燃烧反应机制，并从热力学角度对实验结果进行了讨论。     

以固态氮化剂燃烧合成AlN-SiC固溶体的研究

通过热爆方式点燃铝粉、氮化硅粉、碳黑的混合粉末压坯,在较低氮气压力下成功地合成了ＡｌＮ－ＳｉＣ固溶体陶瓷．研究了气体环境、氮气压力对燃烧特征的影响．结合热力学分析,解释了ＡｌＮ－ＳｉＣ固溶体的形成机理及反应次序．通过扫描电镜,观察了反应物的形貌特征