凝胶注模成型制备高性能的氮化硅陶瓷(Ⅱ)-冷等静压、粉料氧化处理和气压烧结对材料性能的影响

在对氮化硅粉料进行助烧剂包覆和凝胶注模成型的基础上,研究了冷等静压凝胶注模成型氮化硅坯体、氧化氮化硅包覆料和气压烧结制度对凝胶注模成型氮化硅陶瓷的抗弯强度和韦泊尔模数的影响冷等静压有利于提高凝胶注模成型氮化硅陶瓷的力学性能.合适的粉料氧化制度和烧结制度都能提高材料的抗弯强度和韦泊尔模数.实验采用优化的工艺,制备出的氮化硅陶瓷的三点弯曲强度和两参数韦泊尔模数(20个试样)分别高达944.7±29.5MPa和33.9.     

包覆和凝胶注模成型对氮化硅陶瓷性能的影响

利用含 Al (NO3) 3,Y (NO3) 3和尿素的水溶液中无机盐的沉淀再经煅烧在 Si3N4粉料的表面包覆 Y2 O3- Al2 O3层 ,作为氮化硅烧结的助烧剂。包覆层改变了 Si3N4粉料的电动性和胶态特性 ,从而提高了 Si3N4的分散性。研究表明 ,经包覆和凝胶注模成型的方法所制备的氮化硅烧结体较冷等静压方法所获得的烧结体的抗弯强度和 Weibull模数都大大提高     

高精度复杂形状碳化硅陶瓷制备工艺研究

研究了一种复杂形状碳化硅陶瓷制品制备工艺—陶瓷素坯加工工艺(GCM,Green ceramic machining).采用凝胶注成型工艺制备出简单形状碳化硅陶瓷素坯,通过数控机床对素坯陶瓷进行三维加工.研究了凝胶注模成型碳化硅陶瓷素坯强度以及显微结构,并对其加工性能(钻孔、挖槽)以及加工工艺参数进行的研究,优化了加工工艺参数并制备出了复杂形状的高精度碳化硅陶瓷制品.     

陶瓷粉体新型胶态成型方法

陶瓷粉体的胶态成型方法是制备高可靠性,大尺寸,复杂形状瓷部件的有效方法。本文比较详细地介绍了四种新型胶态成型方法,离心注模成型,压滤成型,凝胶注模成型,直接凝固注模式型的成型原理和主要工艺。     

水基高固相含量SiC悬浮体的制备和凝胶注模成型

讨论固相含量高达５０ｖｏｌ％的ＳｉＣ水基悬浮体的制备和凝胶注模成型。ＳｉＣ粉末适于在碱性水溶液中分散，但溶液的ＰＨ值必须适当。ＳｉＣ料浆的流变性同时受球 固相含蝗影响。通过将料浆进行抽真空除泡并控制其ＰＨ值，可制备出不含气孔形状复杂均匀的ＳｉＣ坏体。     

硅溶胶-凝胶化反应在陶瓷胶态成型中的应用

研究了一种新的凝胶成型工艺,将硅溶胶-凝胶特性成功运用于陶瓷部件胶态成型.该成型过程是正硅酸乙酯(TEOS)在强碱性条件下水解得到硅溶胶,硅溶胶通过凝胶化反应生成Si-O-Si网络空间结构的凝胶,进而固定悬浮体中陶瓷颗粒形成陶瓷坯体.运用该方法成型得到的坯体具有较高的强度,均匀的显微结构.此外,该方法具有毒性低,固化速度快等优点.     

凝胶注模工艺制备高强度多孔氮化硅陶瓷

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、加工性能优良的坯体,烧成的多孔氮化硅陶瓷强度均>150MPa,气孔率>50％。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si3N4晶搭接而成的。均匀的气孔分布和柱晶结构是获得高性能的主要原因。     

凝胶注模成型制备高性能氮化硅陶瓷(Ⅰ) 助烧剂包覆氮化硅粉料对材料性能的影响

用无机盐共沉淀法在氮化硅颗粒表面包覆一层纳米级的钇铝氧化物后,粉料的分散性大大提高,可用来制备固相体积分数为50%的悬浮体,利用凝胶注模成型和气压烧结制备了氮化硅陶瓷,与机械混合加入助烧剂相比,采用包覆法加入助烧剂能明显提高氮化硅陶瓷的抗弯强度和韦泊尔模数。     

炭黑表面接枝改性改善氮化硅凝胶注浆料性能

为获得适用于苛刻环境下的高强度、高气孔率氮化硅陶瓷,采用原位生成纳米碳化硅增强相的方法,以提高材料的性能.从改善凝胶注浆料稳定性着手,利用铈离子(Ce4+)和醇羟基组成的氧化还原体系对炭黑表面进行接枝改性,将改性后的炭黑与氮化硅粉配合,用于制备多组分凝胶注模成型用复合浆料.探讨了水溶液中丙烯酰胺在炭黑表面接枝反应的影响因素,利用红外谱、热失重、透射电镜等分析手段验证了炭黑表面的接枝情况.研究表明:经接枝改性的炭黑在水分散体系中具有良好的分散稳定性,炭黑经接枝处理后其阻聚性明显下降,可以制备出均一、稳定的多组分浆料,很好地应用于氮化硅凝胶注模成型工艺.     

较大规格SnO_2坯体的凝胶注模成型及抑制其卷曲变形的工艺研究

在凝胶注模成型制备平板状陶瓷坯体的过程中,坯体在固化后极易发生卷曲变形,严重制约了该技术在平板陶瓷成型领域的应用。本文使用SnO2粉体,通过制备高固含量、低粘度的浆料,并在此基础上改变凝胶注模成型工艺中固化剂的引入方式,从而制备出较大规格无卷曲变形的平板SnO2坯体。     

酸洗和热氧化对氮化硅粉料表面特性与浆料流变性能的影响

选用四种商业氮化硅粉料(其中FD1、FD2和M11均由硅粉直接氮化法合成但后处理工艺不同, 而UBE粉的合成采用亚胺基硅热分解法), 系统研究了酸洗和热氧化处理对其表面特性和水基浆料流变特性的影响. 研究表明, 表面基团的种类和数量、可溶性高价反离子浓度以及离子电导率是影响氮化硅粉料在水中分散性能的关键因素. FD1粉料分散性能差的原因是可溶性高价反离子浓度太高, FD2粉料分散性能差的关键是颗粒表面存在Si-O-C-R憎水基团, M11粉料分散性能不好源于离子电导率过大, 而UBE粉料表面的大量Si-O-Si基团是其分散性能差的限制性因素. 经表面改性处理的四种氮化硅水基浆料具有良好的流变特性.     

纳米Si3N4制备及光学特性研究

为了制备高纯度的非晶纳米氮化硅粉体,在传统的激光诱导化学气相沉积法反应装置的基础上,加入正交紫外光束以激励NH3分解,从而提高气相中n(N)/n(Si)比,减少产物中游离硅的摩尔浓度.利用TEM技术和光谱分析技术研究了粒子的形貌和特性.结果表明:在一定的工艺参数条件下,可制备出粒径超微(7～15 nm)、无团聚、理想化学剂量(n(N)/n(Si)=1.314)的非晶纳米氮化硅粉体;表面效应和量子尺寸效应导致粉体红外吸收光谱和拉曼光谱的"蓝移"和"宽化"现象;采用双光束激励的激光诱导化学气相沉积法是制备高纯度纳米氮化硅粉体的理想方法.     

溶胶-凝胶法制备纳米Si_3N_4(Y_2O_3)粉末的研究

本文以硅溶胶、尿素和炭黑为原料，采用溶胶-凝胶碳热氮化法在1500℃、2h条件下制得粒径为50～80nm的Si3N4纳米粉末．比较了由硅溶胶与尿素经氨解合成的前驱体和硅溶胶二种不同起始物料的反应活性，研究了氮化条件对合成反应的影响．结果表明：氨解前驱体使硅溶胶中的结构水排除，有助于加快反应速率，提高产物氮含量．本文同时以Y（NO3）3为添加剂，在溶液状态与硅源混合，合成了Si3N4－Y2O3纳米复合粉末.     

理想化学计量纳米氮化硅的制备

本文研究了激光诱导化学气相沉积纳米氮化硅的制备工艺过程，提出了减少游离硅的措施，利用光学二步激励法得到了理想化学计量的高纯纳米氮化硅粉末，其Ｎ／Ｓｉ比 １．３２１，非常接近于理想值４／３（１．３３３）。     

一种用于制备纳米SiC/Si_3N_4复合粉体的CVD新工艺的热力学分析(英文)

综述了SiC/Si3 N4 复合粉体的力学性能和制备方法 ,提出了一种制备纳米级SiC/Si3 N4 复合粉体的新方法 ,并通过热力学分析提出了合成条件     

水溶性高分子PVP对陶瓷凝胶注模成型坯体表面起皮的抑制作用与机理

在凝胶注模成型的丙烯酰胺单体溶液中加入适量的聚乙烯吡咯烷酮(ＰＶＰ),可有效地克服在空气气氛下单体聚合形成凝胶网络的氧阻聚问题,从而消除了坯体表面起皮现象,达到精确控制坯体尺寸的目的．本文研究了加入ＰＶＰ对Ａｌ_２Ｏ_３粉料的分散性、陶瓷浆料的静/动态流变特性、生坯的强度以及显微结构的影响;并通过红外光谱初步分析了ＰＶＰ消除陶瓷坯体表面起皮现象的作用机制,即利用ＰＶＰ增稠作用和ＰＶＰ分子间的氢键作用在表面处起到粘结粉体的作用．     

Effects of Cation Impurities on Thermal Conductivity of Yttria-Doped Aluminum Nitride

Effects of cation impurities such as Fe and Si on thermal conductivity of yttria-doped aluminum nitride were investigated. Two types of aluminum nitride powders, Tokuyama F-grade and Denka AP-10, were compared. The powders have similar contents of oxygen but different levels of cation impurities. Since the thermal conductivity of sintered aluminum nitride is virtually affected by the residual oxygen contents in the grains, effects of yttria additions and prolonged firing time are also investigated. The resultant thermal conductivity is thought to be influenced by the sample size of sintering bodies because extracting oxygen from the aluminum nitride lattice in larger samples requires longer time resulting from a longer diffusion path. In comparing the AlN powders, impurity contents of Fe and Si are somewhat higher in Denka powder than Tokuyama powder. These impurity elements degrade the thermal conductivity of sintered aluminum nitride. Degradation effects in thermal conductivity due to presence of Fe and Si are evaluated by artificially introducing these elements to Tokuyama AlN powder. The difference in the thermal conductivity resulting from the two types of powders is discussed.     

水溶性胶态成型工艺制备氮化硅耐磨结构陶瓷

以氮化硅粉末为原料, 采用水溶性胶态成型工艺制备高耐磨氮化硅陶瓷. 采用正交设计的方法来优化制备高品质注浆料, 并研究了掺杂分散剂后Zeta电位的变化. 同时, 还对氮化硅陶瓷烧结体的显微结构、力学性能和耐磨性能进行了研究. 结果表明: 当氮化硅浆料中固相体积分数为45%时, 可制得体积密度较高的精细氮化硅陶瓷材料, 断裂韧性可达7.21MPa·m^1/2, 硬度为9.30GPa. 通过抗耐磨损实验研究表明: 干摩擦条件下, 氮化硅陶瓷发生了晶粒脆性断裂和脱落; 水润滑条件下, 摩擦表面产生了氢氧化硅 反应膜, 降低了磨损, 主要是化学腐蚀磨损.