污染颗粒对Si3N4陶瓷球疲劳影响的研究

为了准确评价Si3N4陶瓷球间接触疲劳行为和抗污染能力,用四球疲劳试验机在7．01GPa名义接触应力条件下分别进行了由清洁的32号机械油润滑(A组)和质量分数1％SiO2颗粒污染的32号机械油(B组)润滑的SbN4球的成组疲劳试验。结果表明超细颗粒污染影响陶瓷的特征寿命和寿命指数,使疲劳寿命L10和L50分别降低到30．7％和55．4％;分析了颗粒污染对Si3N4陶瓷滚动接触疲劳失效机理及寿命的影响,指出颗粒污染引起疲劳寿命缩短的主要原因是进入接触区的硬质颗粒导致局部接触应力远远高于名义接触应力,从而加速疲劳裂纹的产生,颗粒污染使寿命指数减小的主要机理是疲劳以后超细颗粒进入疲劳裂纹开口后对裂纹开口处产生支撑作用,导致裂纹的扩展速率降低,从而延缓疲劳的加速过程。     

气门钢表面激光熔覆Si3N4陶瓷层的研究

利用激光在气门钢表面熔覆Si3N4陶瓷,对熔覆粉末成分、溶覆处理的工艺参数、熔覆层的组织、相组成及结合界面作了分析研究。     

纳米Si3N4颗粒填充铸型尼龙的摩擦学性能研究

为了研究纳米Si3N4颗粒作为填料对铸型尼龙（MC尼龙）的摩擦磨损性能的影响，选用两种复合材料在MM－200摩擦磨损试验机上进行了试验研究，并借助于扫描电镜观察了磨损形貌，探讨了磨损机理，研究结果表明，在干摩擦条件下，Si3N4颗粒填MC尼龙与钢环对摩的摩擦数随载荷的升高而降低，在相同载荷时均高于纯尼龙，在一定的滑动速度下，Si3N4颗粒填充MC尼龙的耐磨性能与载荷大小有关，当载荷较低时，复合材料的耐磨性能比纯尼龙好，其磨损机理主要是磨粒磨损和粘着磨损，当载荷较高时，复合材料的耐磨性能不如纯尼龙，其磨损机理主要是疲劳剥落，并有磨粒磨损和粘着磨损。     

Si3N4—MgO—CeO2陶瓷烧结过程中MgO的自动析晶

作者首次发现了Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２系陶瓷在烧结过程中玻璃相自动析晶这一独特现象。对于Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２系陶瓷在１４５０℃，ＭｇＯ－ＣｅＯ２就会与Ｓｉ３Ｎ４颗粒表面ＳｉＯ２反应形成硅酸盐液相，冷却后则成为玻璃相保留在烧结体中；当烧结温度高于１５５０℃时，作者发现，ＣｅＯ２仍留在玻璃相中，但ＭｇＯ会自动析晶出来，其结果是大大减少了烧结体中严重影响其高温性能的玻璃相的含量，对于提高烧结     

Si3N4-CrNx-Ag-NiCrNx-Si3N4复合涂层的光热特性

采用磁控溅射法在浮法玻璃基体上制备Si3N4-CrNx-Ag-NiCrNx-Si3N4复合玻璃涂层（简称：SAN Low-E玻璃）,并与浮法玻璃和传统Low-E玻璃进行比较,研究了其光热特性。结果表明：SAN Low-E玻璃能反射大量红外线,降低可见光和紫外线的透过,具有良好的隔热性能;经过700℃热处理后,其光热特性和膜结构没有变化,优于浮法玻璃和传统的Low-E玻璃。     

透波性Si3N4陶瓷铣削过程刀具-工件摩擦特性

透波性Si_3N_4陶瓷是制造天线窗的主要材料之一,铣削过程中刀具-工件摩擦特性与加工表面形貌紧密相关.本文以透波性Si_3N_4陶瓷铣削加工为研究对象,通过分析加工过程中刀具-工件接触关系得到摩擦接触区域主要集中于切削刃后刀面与工件表面;探究了不同加工机理下接触区域摩擦机理,塑性域加工摩擦机理为粘着摩擦、刀具表面粗糙度波峰犁沟摩擦和陶瓷粉末滚动摩擦,脆性域加工还包含碎裂型陶瓷颗粒犁沟摩擦;在此基础上应用已有的微观表面形态与表面接触的摩擦力及摩擦系数理论给出了Si_3N_4陶瓷与铣刀材料的摩擦系数计算公式;通过实验对分析结果进行了验证.结果表明:透波性Si_3N_4陶瓷加工机理转变的临界切深值大于0.3 mm且小于0.4 mm;摩擦系数计算公式最大误差率为20.46%,能在一定程度上反映加工过程中摩擦特性演化规律;加工机理初始转变阶段,摩擦系数值降低,且摩擦系数对表面粗糙度影响呈现三阶多项式分布规律.该研究为提高透波性Si_3N_4陶瓷铣削加工表面质量提供了参考.     

Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料显微结构

利用日立H-800透射电境、日立S-570型扫描电境及RAX-10A型X射线衍射仪对Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料的微观组织、结构和成分进行了研究.结果表明,TiC纳米颗粒弥散分布在基体β-Si3N4晶内和晶界,所制备的材料为晶内/晶间混合型纳米复合陶瓷.通过对Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料断裂方式的观察表明,材料断裂为沿晶断裂和穿晶断裂复合型,纳米粒子对裂纹扩展起到偏转和钉扎作用.纳米Si3N4颗粒的加入促进了基体长柱状β-Si3N4晶粒多峰分布的形成,类晶须晶粒在裂纹扩展过程中产生桥接和拔出.     

Si3N4陶瓷摩擦学的研究和发展

综述了近年来Ｓｉ３Ｎ４ 陶瓷摩擦学研究的发展现状,总结了在干摩擦和润滑的条件下Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的摩擦磨损性能、磨损机理以及影响其摩擦磨损性能的因素,提出了今后应重视的几个研究课题．     

自蔓延法制备Si3N4粉时的氮气压力

探讨了硅粉在普通氮气和高纯氮气中的高温自蔓延合成反应过程，分析了稀释剂、氮气纯度与压力、成型坯体的气孔率等工艺参数对硅粉自蔓延过程的点火、最高燃烧温度及产物特征的影响。从热力学、动力学及Si3N4热分解过程几个方面分析了低氮气压力下燃烧合成Si3N4诉可行性。研究结果表明：只要最高燃烧温度不高于相应氮气压力下Si3N4的热分解温度，就可以用SHS方法合成Si3N4；并在氮气压力为0.6-2.6MPa时，以纯硅粉为起始原料燃烧合成出游离硅含量小于0.5%,β与α相混合，粒度为1－2μm的Si3N4粉末；低氮气压力下硅粉的自蔓延合成反应，必须要引入Si3N4稀释剂，压坯气孔率控制在0－70％，否则反应不能进行；体系最高燃烧温度随着氮气压力和压坯气孔率的增加而升高；所需的最低氮气压力随硅粉粒度增大而提高；产物形态沿圈柱样径向有差异，由外到里β-Si3N4相明显增加。     

不同制备工艺对多孔氮化硅陶瓷微观结构的影响

目的制备高气孔率、高强度的氮化硅陶瓷，分析复合助剂A、Al2O3、碳粉、烧结温度等因素对高气孔率、高强度的氮化硅陶瓷材料微观结构的影响．方法采用部分烧结工艺和添加造孔剂工艺制备实验材料．利用阿基米德法、三点弯曲法测试了材料的密度、显气孔率及弯曲强度；借助扫描电子显微镜（SEM）进行微观结构分析．结果成功制备出结构比较均匀并且有高气孔率和较高强度的氮化硅陶瓷，当气孔率高达51．14％时，强度仍具有172MPa．结论均匀气孔获得主要是由长柱状β-Si3N4晶粒在三维空间搭接构成的，烧结温度提高有助于长柱状β-Si3N4的转变与发育；柱状晶强度高、缺陷少是获得高强度的主要原因．在一定范围内．碳粉含量增加有助于气孔率的提高．     

氮化硅微粉制备技术

就国内外氮化硅粉末合成的研究情况,按照气相合成法、液相合成法和固相合成法的分类,综述了硅粉直接氮化法、碳热还原二氧化硅法、自蔓延法、热分解法、溶胶凝胶(sol-gel)法、高温气相反应法、激光气相反应法和等离子体气相反应法等几种主要的氮化硅粉末制备方法,介绍了各种制备方法的最新研究进展,并从产品质量、成本和生产规模等角度分析比较了各种制备方法的特点,指出了制备氮化硅粉末的主要发展方向。     

Si3N4-SiO2复合材料的制备及介电性能研究

以国产氮化硅、二氧化硅粉为原料，以氧化镁、氧化铝为烧结助荆，经干压成型后，在流动的高纯N2作为控制气氛的条件下，常压烧结出结构均匀，具有良好介电性能的Si3N4-SiO2复合材料。研究了原料、烧结温度、烧结助剂对材料介电性能的影响。结果表明：SiO2、MgO、Al2O3可促进坯体的烧结及致密，同时时材料的介电性能有较大的影响。当烧结温度低于1550℃时，随着烧结温度的升高，材料的介电常数趋于增大。当烧结温度高于1550℃时，随着温度的升高，材料中缺陷增加，相对密度降低，因此材料的介电常数趋于减小。     

热浸渗法制备Si3N4陶瓷覆层初探

在钢铁材料表面改性的基础上，提出了反应生成Ｓｉ３Ｎ４陶瓷覆层的思想。热力学及Ｘ－Ｒａｙ衍射分析表明，通过热浸渗技术可在碳钢表面制备性能优异的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷覆层。     

Effect of sintering additives on properties of Si3N4-BN composites fabricated via die pressing and precursor infiltration and pyrolysis route

The Si3N4-BN composites have been prepared via die pressing and precursor infiltration and pyrolysis route using borazine as precursor, and the effect of sintering additives on properties of the composites has been investigated. After sintering additives are adopted, the α to β phase transition of Si3N4 and the mechanical properties of the composites at both room temperature and high temperature are all increased with small extent. When using Y2O3+Al2O3 as additives, the phase transition of Si3N4 and the mechanical properties of the composites have better results. The β-Si3N4 content is 17.47%. The fl exural strength, elastic modulus and fracture toughness of the composites are 188.74 MPa, 84.34 GPa and 2.96 MPa?m1/2, respectively. After exposed at 1 000 ℃ in the air for 15 min, the fl exural strength of the composites is 154.62 MPa with a residual ratio of 81.92%. The elongated β-Si3N4 grains appear in all composites with different sintering additives. Relatively more rod like β-Si3N4 grains can be observed in composites with Y2O3+Al2O3 as additives, making it to possess better mechanical properties.     

影响氮化硅陶瓷内圆磨削加工表面形貌因素分析

目的研究氮化硅陶瓷在内圆磨削时不同的磨削参数：砂轮线速度（vs）、径向进给速度（f）、轴向振荡速度（fa）对表面粗糙度的影响.方法采用树脂结合剂金刚石砂轮对氮化硅陶瓷试件进行内圆加工实验,进行了3因素的均匀实验.建立了氮化硅陶瓷内圆磨削的经验公式,利用Taylor-Hobson Surtroni25型接触式粗糙度仪对加工表面进行测量,得到不同磨削参数下的粗糙度;用日立S-4800冷场发射电子显微镜对加工表面进行观测,得到被磨试件的表面形貌图像.结果加工表面粗糙度随砂轮线速度的增大而减小,随径向进给速度的增大而增大,随轴向振荡速度的增大而减小.砂轮线速度对被加工表面粗糙度影响最大,随着砂轮速度的增大,粗糙度由0.340 1μm下降到0.295 0μm.结论明确了内圆磨削氮化硅陶瓷试件时不同磨削参数对表面粗糙度的影响,通过回归分析,探索出了不同线速度下氮化硅陶瓷材料去除机理对其表面形貌产生的影响.     

Fabrication of Fine-Grained Si3N4-Si2N2O Composites by Sintering Amorphous Nano-sized Silicon Nitride Powders

1 IntroductionAs high-temperature structure materials ,nitride ce-ramics possess the excellent mechanical properties ,highmelting temperature ,low density, high elastic modulusand strength, and good resistance to creep, wear andoxidation[1-3]. The intrinsic brittleness and hardness ofsilicon nitride ceramics , however , make it difficult andcostly to machine into complex-shaped components[4 ,5].The fracture toughness of sintered silicon nitride ceramicsmust beimprovedif these ceramics areto be…