Si3N4／SiC（n）／SiC（w）纳米复合材料力学性能研究

采用热压烧结工艺制备了纳米ＳｉＣ颗粒和ＳｉＣ晶须协同补强增韧的Ｓｉ３Ｎ４基纳米复合陶瓷材料,并对其微观结构和力学性能进行了研究。结果表明：该复合材料室温抗弯强度达１０８０ＭＰａ,断裂韧性Ｋ１ｃ值达１１．７ＭＰａｍ＾１／２。纳米ＳｉＣ颗粒和ＳｉＣ晶须对Ｓｉ３Ｎ４基体具有较好的协同补强增韧作用。     

纳米SiC及Si3N4/SiC的高温等静压研究

采用高温等静压工艺，制备了纳米结构的单相ＳｉＣ及Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ复相陶瓷，并通过Ｘ射线衍射分析透射有高分辨电镜对其相组成及结构进行了表征。实验表明，在温度１８５０℃，压力２００ＭＰａ条件下保温１ｈ，要获得晶粒尺寸〈１００ｎｍ，结构均匀，致密的单相ＳｉＣ纳米结构陶瓷。     

SiC晶须特性在SiCw／Si_3N_4复合材料中所起作用的研究

从ＳｉＣ晶须性能及晶须表面氧化层特性角度研究分析了ＳｉＣ晶须特性对其在Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷基体中补强、增韧行为的影响。结果表明，晶须的直径、长径比值正比于晶须补强、增韧Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷基体的能力。表面粗糙晶须对Ｓｉ＿３Ｎ＿４复合材料的强度影响不大，却能显著地改善其韧性。晶须表面氧化层增厚，表面氧化硅从Ｓｉ－Ｏ单键形式转化成为ＳｉＯ＿２后，晶须在Ｓｉ＿３Ｎ＿４基体中的补强、增韧效果非但没有降低，还略有增加。     

自韧Si3N4陶瓷的显微结构及其性能研究

利用热压的方法制得室温断裂韧性和抗弯强度分别为１１．２ＭＰａ·ｍ￣（１／２）、８２３ＭＰａ，高温（１３５０℃）断裂韧性和抗弯强度分别为２３．９ＭＰａ·ｍ￣（１／２）、６３０ＭＰａ的自韧Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷。研究了显微结构和力学性能之间的关系。结果表明：玻璃相的含量、β－Ｓｉ＿３Ｎ＿４的长径比等对性能有重要影响。分析了自韧Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷的增韧机理，通过ＳＥＭ明显观察到Ｓｉ＿３Ｎ＿４中存在裂纹偏转、分支和β－Ｓｉ＿３Ｎ＿４拔出现象。     

热处理过程中纳米非晶Si－N－C粉的晶化及微结构变化研究

本文在１４７３～１９７２Ｋ温度范围内对激光合成的、平均粒径为３０ｎｍ的非晶Ｓｉ－Ｎ－Ｃ粉进行热处理（ｌａｔｍ．Ｎ２，１ｈ）；研究了粉体的晶化及微结构变化，结果表明，纳米非晶Ｓｉ－Ｎ－Ｃ粉具有短程有序的亚稳结构，此亚稳结构在＞１５２３Ｋ发生稳定团相分离，在１７７３Ｋ开始形成α－Ｓｉ３Ｎ４；β－ＳｉＣ，此时粒子间出现明显的表面扩散形成粒子簇；到１８７３Ｋ晶化加剧，α－Ｓｉ３Ｎ４和β－ＳｉＣ明显增多，并有少量的石墨碳形成。在１７７３～１８７３Ｋ，由固相分离形成α－Ｓｉ３Ｎ４／β－ＳｉＣ纳米复合结构。     

晶内型Al2O3—SiC纳米复合陶瓷的制备

研究了沉淀法制备Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ纳米复合陶瓷的工艺过程，利用Ａｌ２Ｏ３从γ相到α相的蠕虫状生长过程，使大部分纳米ＳｉＣ颗粒位于Ａｌ２Ｏ３晶粒内，用沉淀法制得的、含有５ｖｏｌ％ＳｉＣ的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ纳米复合陶瓷，其强度为４６７ＭＰａ，韧性为４．７ＭＰａ．ｍ＾１／２，与一般的Ａｌ２Ｏ３陶瓷相比有较大的提高，显示了沉淀法制备Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ纳米复合陶瓷的优点。     

纳米SiC－Si_3N_4复合粉体的制备及研究

本文以炭黑和气凝氧化硅为原料，采用碳热还原氨化的方法制备纳米ＳｉＣ－Ｓｉ３Ｎ４复合粉体；复合粉中ＳｉＣ的含量由起始粉中Ｃ：ＳｉＯ２的摩尔比控制．在复合粉体的表征中用ＸＲＤ线宽法测量ＳｉＣ粒径大小．ＴＥＭ照片显示Ｓｉ３Ｎ４粒径在１００～２００ｎｍ；ＳｉＣ为纳米级．文中还对生成复合粉体的反应机理进行了探讨．同时利用这一工艺制备出单相的Ｓｉ３Ｎ４粉和ＳｉＣ粉．     

纳米SiC—Si3N4复合粉体的制备及研究

本文以炭黑和气凝氧化硅为原料，采用碳热还原氮化的方法制备纳米ＳｉＣ－Ｓｉ３Ｎ４复合粉体；复合粉中ＳｉＣ的含量由起始粉中Ｃ：ＳｉＯ２的摩尔比控制。在复合粉体的表征中用ＸＲＤ线宽法测量ＳｉＣ粒径大小。ＴＥＭ照片显示Ｓｉ３Ｎ４粒径在１００￣２００ｎｍ；ＳｉＣ为纳米级。文中还对生成复合粉体的反应机理进行了探讨。同时利用这一工艺制备出单相的Ｓｉ３Ｎ４粉和ＳｉＣ粉。     

Ag／Si3N4纳米复合材料的电学性质研究

利用干压方法制得了０－７０ｖｏｌ％Ａｇ弥散的Ａｇ／Ｓｉ３Ｎ４纳米复合材料。借助于ＳＥＭ，ＥＤＳ和复阻抗谱等方法研究了Ａｇ／Ｓｉ３Ｎ４复合材料的结构和反常电学性质。结果表明，纳米Ａｇ粒子以μｍ尺寸的团聚体形式存在于纳米Ｓｉ３Ｎ４基体中。     

熔盐热析出反应金属化Si3N4与Si3N4的连接

在采用熔盐热析出反应在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷表面沉积钛金属膜的基础上,对ＣｕＡｇ合金在金属化表面的润湿性进行了研究,结果表明,ＣｕＡｇ合金能对采用该方法金属化的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷实现良好润湿,在此基础上,成功实现了钛金属化Ｓｉ３Ｎ４陶瓷与Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的连接并对连接工艺进行了系统研究。连接界面的ＴＥＭ研究发现,界面上广泛存在Ｔｉ－Ｃｕ－Ｓｉ－Ｎ相并对这种相对连接强度的影响进行了讨论。     

SiC-Si_3N_4复合材料力学性能的研究

采用硬度和三点抗弯强度研究了用自蔓延燃烧合成SiC-Si3N4复合材料的力学性能。实验结果显示,当SiC质量分数为15%时,复合材料性能较好。同时比较了上述复合材料与同样质量分数的机械混合粉制备的SiC-Si3N4陶瓷材料的机械性能。结果显示,混合粉制备的复合材料性能优于直接合成复合材料的性能。     

氮氧化硅材料的研究进展

综述了近几年氮氧化硅复合材料、氮氧化硅薄膜材料和介孔氮氧化硅材料的研究与发展现状。着重介绍了氮氧化硅薄膜材料的发光特性和折射率可调特性,及其不同的制备方法。同时介绍了介孔氮氧化硅材料和Si_3N_4/Si_2N_2O、SiC/Si_2N_2O及BN/SiNOf三种应用较多的氮氧化硅复合材料的研究现状。并对氮氧化硅材料的研究与应用进行了展望。     

Mechanical properties and microstructure of SiC-reinforced Mg-(2,4)Al-1Si nanocomposites fabricated by ultrasonic cavitation based solidification processing

Nano-sized SiC enhanced magnesium matrix nanocomposites, Mg-2Al-1SiC with 2% SiC and Mg-4Al-1Si with 2% SiC, were successfully fabricated by ultrasonic cavitation based dispersion of SiC nanoparticles in Mg-(2,4)Al-1Si magnesium alloy melts. As compared to the magnesium alloy matrixes, the mechanical properties including tensile strength and yield strength of the Mg-2Al-1Si/2% SiC and Mg-4Al-1Si/2% SiC nanocomposites were improved significantly, while the ductility of magnesium alloy matrix castings was retained. While there were some SiC micro-clusters in the microstructure of nanocomposites, the SiC nanoparticles were dispersed well outside the areas of micro-clusters. Most micro-clusters were located along the grain boundaries while most separate SiC nanoparticles were embedded inside the grains. TEM study of the interface between SiC nanoparticles and Mg-(2,4)Al-1Si metal matrixes suggested that SiC bonds well with the metal matrixes without forming an intermediate phase.     

硅基陶瓷材料高温氧化理论的回顾

本文综述了硅基陶瓷材料高温氧化理论 ,在热动力学和整体控速过程两方面具体介绍了在高温条件下Si、SiC、Si3N4 等非氧化物硅基陶瓷的氧化性质的研究进展     

Thermodynamic Calculation of Si_3N_4-SiC Phase Equilibrium

SisN4 and SiC phase stability via gas phase reactions among SiO, CO/CO2 and N2 has been calculated based on thermochemical equilibrium. The influences of carbon activity (αC), and the partial pressure of SiO (PSiO), CO (PCO) and N2 (PN2) on the Si3N4-SiC stability have been studied and the related phase diagrams have been constructed. Result shows that the lowering αC and PCO/PSiO ratio and the increasing PN2 greatly elevate the Si3N4-SiC equilibrium temperature. Some previously observed experimental results related to Si3N4 and SiC formation at different temperature from the gas phase reactions have been discussed and some guides for sintering and synthesis Of the Si3N4 materials have been proposed     

SiC和Si_3N_4粉体的太赫兹时域光谱研究

采用太赫兹时域光谱装置测试SiC和Si3N4粉体在0.4～2.4 THz的透射光谱,研究SiC和Si3N4粉体对太赫兹波的吸收性能与其电导率的关系,分析SiC和Si3N4粉体对太赫兹波的散射特性。结果表明,SiC是一种半导体材料,其内部含有较多可以自由移动的载流子,对太赫兹波的吸收较强;Si3N4是绝缘性很好的材料,对太赫兹波的吸收很小;SiC和Si3N4粉体对太赫兹波的散射作用属于瑞利散射,但是测试波长比粉体粒径大得多,散射效果不明显。     

用聚碳硅烷为先驱体制备SiC/Si3N4纳米复相陶瓷

采用聚碳硅烷(PCS) 为先驱体, 利用原位生长法制备SiC/Si₃N₄ 纳米复相陶瓷, 其室温弯曲强度和断裂韧性达到了637M Pa 和8. 10M Pa·m1/2 。研究了材料微观结构的形成及断裂机理,指出在微观结构的形成过程中, 控制SiC 纳米微晶的生成和B-Si₃N₄ 柱状晶的生长是关键, 而增韧补强的主要原因在于形成了晶内型结构和长径比大(大于7. 5) 的Si₃N₄ 柱状晶, 从而改变了断裂机理。      

氮化硅层状陶瓷界面性能对力学性能的影响

通过加入Si₃N₄调节隔离层的性质, 研究了Si₃N₄/ BN 层状复合材料在不同界面结合情况下的力学性能变化规律。结果表明, 随着隔离层中Si₃N₄含量的提高, 基体片层之间的结合力不断增强。在结合力很强时, 层状材料具有与块状材料相同的破坏方式, 强度出现极值, 达到1000M Pa以上; 在结合力较弱时, 隔离层能够反复偏折裂纹, 层状材料表现出高达20M Pa?m1/2 的表观断裂韧性和约600M Pa 的强度。      

Complex Permittivity and Microwave Absorbing Property of Si3N4-SiC Composite Ceramic

Si3N4-SiC composite ceramics were fabricated by chemical vapor infiltration using porous Si3N4 ceramic as preform. The average grain size of SiC was 30 nm. Relationship between SiC content and relative complex permittivity of Si3N4-SiC within the frequency range of 8.2-12.4 GHz (X-band) was investigated. The average real part of relative complex permittivity ε of Si3N4-SiC increased from 3.7 to 14.9 and the relative imaginary part ε increased from 0.017 to 13.4 when the content of SiC increased from 0 to 10 vol.%. The Si3N4-SiC ceramic with 3 vol.% SiC achieved a reflection loss below 10 dB (90% absorption) at 8.6-11.4 GHz, and the minimum value was 27.1 dB at 9.8 GHz when the sample thickness was 2.5 mm. The excellent microwave absorbing abilities of Si3N4-SiC ceramic were attributed to the interfacial polarization at interface between Si3N4 and SiC and at grain boundary between SiC nanocrystals.     

陶瓷颗粒填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MHK－500型坏－块磨损试验机,对陶瓷颗粒SiC,Si3N4,BN和B2O3填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究,并利用扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜对PTEF复合材料的摩察表现进行了观察,结果表明,添加B2O3降低了PTEF的摩擦系数,而添加SiC,Si3N4及BN则增大了PTFE的摩擦系数,但是,SiC,Si3N4,BN和B2O3均可将PTFE的磨损量降低1－2个数量级,其中以Si3N4的减磨效果最好,B2O3的减磨效果最差。