Cl对Si3N4粉中α／β相含量的影响

本文研究了用ＳｉＣｌ４氨解法制备Ｓｉ３Ｎ４粉时，要得到高α相的Ｓｉ３Ｎ４粉的关键，在于必须使系统中杂质氯含量足够低，研究结果表明，在高纯Ｎ２气气氛中制粉，由于系统中氯含量较高，促使粉料中β相含量增高，α相含量降低。而在ＮＨ３气气氛中制粉，由于不断流动的ＮＨ３气，在高温下能携带出残留在粉料中的杂质ＮＨ４Ｃｌ，从而使粉料中的氯含量〈０．０１％，这时制得的粉料，其α相的含量均在９７％以上。     

表面改性对氮化硅浆料固含量的影响

本文通过酸洗工艺对Ｓｉ_３Ｎ_４粉体进行了表面改性,并研究了表面改性对粉体胶体特性及其浆料流动性的影响．结果表明：酸洗处理之后悬浮粒子的等电点升高,ＸＰＳ表面分析表明这是粉体表面氧化程度降低的缘故．而且,由于酸洗处理有效地提高了粒子的Ｚｅｔａ电位,因而浆料的流动性明显得到改善,其最高固含量也由５０ｖｏｌ．％提高到５５ｖｏｌ．％,并制备出了固含量为５３ｖｏｌ．％的、适于浇注的Ｓｉ_３Ｎ_４浆料．     

烧结助剂LY含量对气压烧结Si3N4陶瓷性能的影响

本研究采用二步气压烧结工艺，系统地研究了烧结助剂ＬＹ（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的烧结密度及抗弯强度的影响，发现相对密度随助剂含量的增加而增加。在助剂含量为１８ｗｔ％时，抗弯强度最大为４２２ＭＰａ。此后，助剂含量继续增加时，抗弯强度下降。     

提高浆料中羟基磷灰石的固相含量的研究

羟基磷灰石具有良好的生物相容性，是很好的生物医学植入材料，已得到广泛应用。用于骨组织工程则需要制备具有200～500m孔径的连通骨架，若使用发泡法或海绵浸浆法制备多孔骨架，提高羟基磷灰石浆料的体积分数是有效的提高骨架强度和烧结性能的途径。本文讨论了700℃和900℃煅烧后粉体的物理化学性质．以及这些性质同浆料固相含量的关系。同时，使用DLVO解释了浆料和粉体物理化学性质之间的关系。     

添加BaTiO3的热压烧结Si3N4陶瓷的力学和介电性能

本研究以Al₂O₃和Nd₂O₃为烧结助剂, 采用热压烧结法制备Si₃N₄陶瓷, 系统研究了添加BaTiO₃对Si₃N₄陶瓷力学和介电性能的影响。研究结果表明, 随着BaTiO₃含量的增加, 相对密度、抗弯强度和维氏硬度都随之降低, 而断裂韧性有所升高; 即使添加5wt%~20wt%的BaTiO₃, Si₃N₄陶瓷的抗弯强度依然可以保持在600 MPa以上。Si₃N₄陶瓷的介电常数可以提高到9.26~11.50, 而介电损耗保持在10^-3量级。在Si₃N₄陶瓷中未检测到BaTiO₃结晶相, 可以认为Si₃N₄陶瓷介电常数的提高主要来源于烧结过程中形成的TiN。这些结果有助于拓展Si₃N₄陶瓷的应用领域。     

不同含量钇稳定剂对氧化锆陶瓷性能的影响

在氧化钇含量为8%(摩尔分数)的氧化锆中加入单斜氧化锆,1600℃常压烧结,制得不同含量的氧化钇稳定氧化锆.研究了不同含量的氧化钇对氧化锆陶瓷性能的影响,并对相组成及显微结构进行了分析.当氧化钇的摩尔分数为3%时,材料的相对密度、抗弯强度、硬度等综合力学性能同时达到最大值.超过这个临界点,材料力学性能又会逐渐下降.     

复合烧结助剂对Si3N4陶瓷力学性能和热导率的影响

Si₃N₄陶瓷因兼具优异的力学和热学性能, 成为第三代半导体陶瓷基板的首选材料之一。本研究以7种不同离子半径的稀土氧化物(RE₂O₃, RE=Sc、Lu、Yb、Y、Gd、Nd、La)与非氧化物(MgSiN₂)作复合烧结助剂, 通过热压烧结和退火热处理制备了高强、高热导Si₃N₄陶瓷, 并系统研究了复合烧结助剂中RE₂O₃种类对Si₃N₄陶瓷物相组成、微结构、力学性能和热导率的影响规律。热压后Si₃N₄陶瓷力学性能优越, 其中添加Nd₂O₃-MgSiN₂的样品弯曲强度达到(1115±49) MPa。退火处理后Si₃N₄陶瓷的热导率得到大幅提升, 呈现出随稀土离子半径减小而逐渐增大的规律, 其中添加Sc₂O₃-MgSiN₂的样品退火后的热导率从54.7 W·m^-1·K^-1提升至80.7 W·m^-1·K^-1, 提升了47.6%。该结果表明, 相较于国际上通用的Y₂O₃-MgSiN₂和Yb₂O₃-MgSiN₂烧结助剂组合, Sc₂O₃-MgSiN₂有望成为制备高强度、高热导Si₃N₄陶瓷的新型复合助剂。     

提高Si3N4抗氧化性能的陶瓷涂层

采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法在热压Ｓｉ３Ｎ４表面涂上一层ＳｉＯ２涂层，用Ｘ光电子能谱（ＸＰＳ）检测了涂覆ＳｉＯ２后Ｓｉ３Ｎ４表面的组成，结果表明，在Ｓｉ３Ｎ４表面有ＳｉＯ２涂层存在，经涂覆 热压Ｓｉ３Ｎ４在１３０℃氧化１００ｈ后，氧化增重从未涂覆的０．４２ｍｇ／ｃｍ＾２降到０．２８ｍｇ／ｃｍ＾２。     

原位无压烧结制备Si2 N2O-Si3 N4复相陶瓷

以Y2O3和Al2O3陶瓷粉体作为烧结助剂,原位无压液相烧结制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷,Si2N2O相通过SiO2 Si3N4 2Si2N2O反应生成.生坯采用注凝成型制备,然后在1780℃保温2h烧结,烧结体基本由板条状的Si2N2O及长柱状的β-Si3N4晶粒构成.Si2N2O陶瓷相对于Si3N4陶瓷而言,具有优异的抗氧化性能,低的弹性模量,以及低的热膨胀系数,因此,Si2N2O-Si3N4复相陶瓷结合了两者的优异性能,并大大提高了材料的热冲击性,材料的热冲击温差即使达到1200℃,其残余强度基本上没有变化.     

粉料粒度对氮化硅陶瓷性能的影响

用球磨的方式将平均粒径为6.46μm的β-氮化硅原料粉细化为不同粒度的亚微米级起始粉料,加入适宜的添加剂,以无压液相烧结的方法研究起始粉料粒度对氮化硅陶瓷的强度、硬度等机械性能的影响。用扫描电镜、X射线衍射等方法测试分析试样的显微结构、相组成等。结果表明,试样密度、强度、硬度等均随起始粉料粒度的减小而增大;试样显微结构显示了烧结体晶粒尺寸随起始粉料粒度的减小而减小,且粒度小的试样烧结的晶粒均匀、致密;烧结后试样的物相主要是β-氮化硅和少量黄长石,粉料的粒度对烧结后样品的物相没有影响。     

放电等离子快速烧结SiC晶须增强Si3N4BN层状复合材料

采用放电等离子烧结技术(SPS)快速烧结了SiC晶须增强的Si₃N₄/BN层状复合材料.利用SPS技术,在烧结温度为1650℃、保温15min的条件下,材料的密度可达3.18g/cm³,抗弯强度高达600MPa,断裂功达到3500J/m².研究表明:特殊的层状结构、SiC晶须的拔出与折断是材料断裂功提高的主要原因.X射线衍射及扫描电子显微镜研究表明:α-Si₃N₄已经在短短的烧结过程中全部转变成长柱状的β-Si₃N₄,并且长柱状的β-Si₃N₄和SiC晶须具有明显的织构.     

Evaluation of the Properties of Si3N4/Si3N4 Joint Brazed Using a Filler Alloy Containing Pd

Si3N4 ceramic was jointed to itself using a filler alloy of Cu76.5Pd8.5Ti15, and the mechanical properties of the jointwere measured and analyzed. By using a filler alloy of Cu76.5Pd8.5Ti15, the SisN4/SisN4 joints were obtained bybrazing at 1373～1473 K f     

hBN含量对Si3N4-hBN复相陶瓷性能和微观结构的影响

利用纳米级粉体经热压烧结制备了Si₃N₄-hBN复相陶瓷, 研究了hBN含量对Si₃N₄-hBN复相陶瓷致密度、力学性能、摩擦学性能、微观结构的影响。用阿基米德排水法、三点弯曲法和维氏压痕法测量材料的致密度、力学性能; 用摩擦磨损试验机测试材料的摩擦学性能; 用XRD、EDAX和SEM、LSCM分析观察材料的物相组成和微观结构。研究结果表明, 随着hBN含量的增加, 复相陶瓷的密度将会持续下降, 气孔率先是急剧上升, 然后趋于平缓, 力学性能持续下降, 干摩擦条件下复相陶瓷与GCr15配副的摩擦学性能呈现先提高后降低的趋势, 当hBN含量低于20wt%时, 随着hBN含量的增加, 摩擦系数和磨损率逐渐减小; 当hBN含量大于20wt%时, 摩擦系数和磨损率急剧增大; hBN含量为20wt%时, 获得最低的摩擦系数为0.31。hBN的引入直接影响Si₃N₄-hBN复相陶瓷的微观组织结构, 进而影响复合陶瓷的力学性能和摩擦学性能。     

反应烧结制备Si3N4/SiC复相陶瓷及其力学性能研究

以两种不同配比Y₂O₃/Al₂O₃ (A, 2:3; B, 3:1, 总量15 wt%)为烧结助剂, 通过添加不同质量分数的SiC粉体,反应烧结制备了高强度的氮化硅/碳化硅复相陶瓷。并对材料的相组成、相对密度、显微结构和力学性能进行了分析。结果表明: 在1700℃保温2 h情况下, 烧结助剂A 与B对应的样品中α-Si₃N₄相全部转化为β-Si₃N₄; 添加5wt% SiC, 烧结助剂A对应样品的相对密度达到最大值94.8%, 且抗弯强度为521.8 MPa, 相对于不添加SiC样品的抗弯强度(338.7 MPa)提高了约54.1%。SiC能有效改善氮化硅基陶瓷力学性能, 且Si₃N₄/SiC复相陶瓷断裂以沿晶断裂方式为主。     

Si3N4薄膜的成分与结构研究

通过PECVD方法,在Si基体表面制备了Si3N4薄膜,给出了XRD、TEM、AES、DPS的分析结果,表明Si3N4是非晶态结构,薄膜的主要成分是Si3N4,SEM分析结果显示Si3N4薄膜与基体材料的结合强度高,薄膜致密性好.     

反烧结Si3N4复合陶热力学分析

以TiSi2-SiC—N2体系反应制备Si3N4-TiN—SiC复相陶瓷材料进行理论分析和理论计算,通过对TiSi2-SiC—N2体系的DSC试验和XRD检测来研究TiSi2与N2的反应温度区间。结果表明：TiSi2和N2在2000K以下在热力学上可以发生反应,而TiSi2不分解;DSC结果发现在1105℃以上TiSi2与N2开始反应。     

凝胶注模Si3N4陶瓷的力学性能与显微结构

凝胶注模成型工艺是一种重要的原位凝固成型技术,它能有效地提高材料的可靠性以及降低复杂形状陶瓷部件的制造成本。本工作在Si