氮化硅反应烧结的研究进展

氮化硅作为高温功能陶瓷性能优越，但将其制备成陶瓷零件比较困难，目前一般用反应烧结法制备氮化硅陶瓷零件。此外，反应烧结制备氮化硅陶瓷还具有成本低、烧结温度低、产品成型好、陶瓷高温性能好等优点。综述了氮化硅陶瓷反应烧结工艺流程和工艺的优缺点，着重介绍了氮化硅反应烧结在成型工艺、烧结工艺、原材料影响、后处理和陶瓷增韧等方面所取得的进展。     

氮化硅陶瓷的烧结

氮化硅陶瓷广泛用作高温结构材料,是很有前途的陶瓷材料之一。本文研究了氮化硅陶瓷烧结动力学,分析了影响氮化硅陶瓷烧结的因素,为氮化硅陶瓷烧结提供了依据     

氮化硅陶瓷材料微波烧结研究现状

氮化硅是一种具有优良性能的陶瓷材料,是一种理想的高温结构材料和高速切削刀具材料,近年来随着微波技术的发展,氮化硅的微波烧结越来越受关注。本文简述了氮化硅陶瓷材料传统烧结与微波烧结的研究现状;比较分析了各种烧结技术制备的氮化硅陶瓷的微观结构和力学性能,得出了微波烧结氮化硅陶瓷的优越性;最后提出氮化硅陶瓷微波烧结在未来研究中还需解决的问题。     

石英陶瓷烧结过程中氮化硅的影响

本文研究了氮化硅加入物对石英陶瓷性能的影响。结果表明,氮化硅有助于石英陶瓷的烧结,而对烧结温度无影响。烧成在1150℃~1200℃温度范围内,石英陶瓷的强度、体积密度随氮化硅的添加量增大和烧结温度提高而增大,而石英陶瓷的显气孔率随氮化硅添加量的增大和烧结温度的升高而减小。     

氮化硅对石英陶瓷性能影响

研究了氮化硅加入物对石英陶瓷性能的影响。结果表明,氮化硅有助于石英陶瓷的烧结,而对烧结温度无影响。在1150℃￣1200℃的温度范围内,添加0.5￣1.5%的氮化硅不会引导石英玻璃的析晶。烧成在1150℃￣1200℃温度范围内,石英陶瓷的强度、体积密度随氮化硅的添加量增大和烧结温度提高而增大,而石英陶瓷的显气孔率随氮化硅添加量的增大和烧结温度的升高而减小。     

烧结助剂对氮化硅陶瓷显微结构和性能的影响

氮化硅中氮原子和硅原子的自扩散系数很低，致密化所必需的扩散速度和烧结驱动力都很小，在烧结过程中需采用烧结助剂。烧结助剂是影响氮化硅陶瓷的显微结构和性能的关键因素之一。有效的烧结助剂不但可以改善氮化硅陶瓷的显微结构，而且可以提高氮化硅陶瓷的高温性能和抗氧化性能。     

氮化硅对石英陶瓷性能的影响

研究了氮化硅加入物对石英陶瓷性能的影响。结果表明,氮化硅有助于石英陶瓷的烧结,而对烧结温度无影响。在1150－1200℃的温度范围内,添加0．5－1．5％的氮化硅不会引导石英玻璃的析晶。烧成在1150－1200℃温度范围内,石英陶瓷的强度、体积密度随氮化硅的添加量增大和烧结温度提高而增大,而石英陶瓷的显气孔率随氮化硅添加量的增大和烧结温度的升高而减小。     

国内工业陶瓷文献题录及文摘(二十六)

200567 放电等离子烧结Si3N4／Al2O3纳米复相陶瓷的增韧机理；200568 复合添加剂对纳米氧化铝陶瓷致密化的影响；200569 硅粉粒径对反应烧结多孔氮化硅陶瓷介电性能的影响；200570 添加Y2O3-Al2O3烧结助剂的氮化硅陶瓷的超高压烧结；200571 Al2O3陶瓷高温釉氢烧失光原因的研究……     

氧化锆复合氮化硅陶瓷

分析了二氧化锆的性质及氧空位对二氧化锆相变的影响,讨论了二氧化锆韧化氮化硅陶瓷的影响因素,提出了二氧化锆韧化氮化硅陶瓷时避免氮化锆生成、促进复相氮化硅陶瓷烧结的途径。     

氧化锆复合氮化硅陶瓷

分析了二氧化锆的性质及氧空位对二氧化锆相变的影响 ,讨论了二氧化锆韧化氮化硅陶瓷的影响因素 ,提出了二氧化锆韧化氮化硅陶瓷时避免氮化锆生成、促进复相氮化硅陶瓷烧结的途径。     

烧结助剂及增强相对氮化硅陶瓷材料性能的影响

氮化硅陶瓷基复合材料由于其优异的性能广泛运用于市场各领域.本文概述了制备氮化硅陶瓷基复合材料常用的几种烧结助剂和增强相,综述了烧结助剂对材料烧结过程的影响以及几种常用增强相的研究现状及增韧机理,最后对氮化硅陶瓷基复合材料未来的发展趋势和研究方向进行了总结与展望.     

烧结助剂对氮化硅陶瓷热导率影响的研究进展

随着大规模、超大规模集成电路的发展,以及集成电路在通讯、交通等领域的运用。对于基板材料的要求日益严苛,氮化硅陶瓷因为有着优异的力学性能、介电性能和导热性,是作为基板材料的重要候选材料之一。氮化硅陶瓷的理论热导率高达200-320 W/(m·K),但是实际上高热导率的氮化硅难以制成。随着科研者将精力投入到氮化硅上,近年来氮化硅陶瓷的实际热导率得到提高,但是与理论热导率还有着不少差距。据文献记载,选择合适的烧结助剂能够有效的提高氮化硅陶瓷的热导率。本文综述了不同种类的烧结助剂对氮化硅陶瓷热导率的影响。     

氮化硅陶瓷的研究与应用进展

氮化硅陶瓷是一类新型且有广泛应用的结构陶瓷.本文综述了氮化硅陶瓷的研究和发展历史,包括晶体结构、各种烧结工艺、力学性能和工业化应用,并讨论了目前国内氮化硅商业化生产亟需解决的问题.     

加入纳米氮化硅对氮化硅陶瓷性能与结构影响

本文以亚微米级氮化硅为起始原料，加入纳米氮化硅来增强基体，添加氧化铝和氧化钇为烧结助剂，等静压成型，采用无压烧结的方式来制备具有优良性能的氮化硅陶瓷。主要研究了纳米氮化硅的分散；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷力学性能的影响；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷使用性能的影响；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷显微结构的影响。研究结果表明：乙醇作为溶剂在分散介质为聚乙二醇的情况下，超声波震荡40分钟时，纳米氮化硅分散效果最好；随纳米氮化硅加入量的增加，显气孔率增加，吸水率增大；加入3wt％的纳米氮化硅时，试样的体积密度最大，抗弯强度、洛氏硬度、断裂韧性最好，具有较理想的显微结构。     

凝胶注模技术制备高强度多孔氮化硅陶瓷

采用凝胶注模技术和无压烧结工艺制备高孔隙率、高强度多孔氮化硅陶瓷。研究了浆料固相含量对多孔氮化硅陶瓷坯体相对质量损失和收缩率的影响,测定了材料在烧结前后的物相组成,分析了浆料固相含量对多孔氮化硅陶瓷显微结构、孔隙率、弯曲强度及断裂韧性的影响。结果表明:随浆料固相含量增大,坯体相对质量损失率和收缩率减小,烧结后的多孔氮化硅陶瓷孔隙率由65.24%减小到61.19%;而弯曲强度和断裂韧性分别由93.91MPa和1.48MPa·m1/2提高到100.83MPa和1.58MPa·m1/2。长棒状β-Si3N4晶粒无规律的交错搭接和相互咬合是多孔氮化硅陶瓷在保持高孔隙率的同时具有高强度的主要原因。     

氮化硅陶瓷与不锈钢摩擦研究应用

本文研究了Ｓｉ３Ｎ４陶瓷与ＳＵＳ３０４不锈钢摩擦性能,认为反应烧结氮化硅的微观结构有利于储存润滑介质。同时发现水基润滑剂具有较好的润滑效果,主要原因是摩擦化学反应层的存在使摩擦系数降低。在研究基础上,将氮化硅陶瓷用作金属塑性成形模具材料。实验证明,反应烧结氮化硅陶瓷制造模具可成功用于不锈钢的拉深。     

氮化硅陶瓷材料高温抗热震性能及其衰减规律研究

氮化硅陶瓷作为先进陶瓷材料具有耐高温、抗腐蚀等优异性能,因此被广泛应用于航空航天领域的强热冲击环境。热压烧结制备的Si3N4复合材料的抗弯强度较高,但抗热震性能随温度升高显著降低,热压烧结工艺在提升抗热震性能方面尚有不足。本文提出了使用二次热处理烧结方式来提高Si3N4陶瓷的抗热震性能,通过热压烧结-气压烧结二次热处理的烧结方式获得更致密、抗热震性能更好的Si3N4陶瓷材料。测试结果显示,常规热压方式制备的氮化硅陶瓷,随着热震温度的升高、次数的增加,材料内部产生微裂纹的概率增大,热震后试样抗弯强度逐渐降低,1200℃时平均强度下降率达23.48%。而经过二次热处理后氮化硅陶瓷抗弯强度略有降低,但抗热震性能得到明显改善,随着热处理时间增加,二次热处理后氮化硅陶瓷显微结构更加致密,抗热震性能将明显提高,热震后强度下降率明显减小,1200℃热震10次后强度下降率为12.25%。本文提出了提高Si3N4陶瓷的抗热震性的方法,探讨了氮化硅陶瓷在1200℃高温下的抗热震性能及其衰减规律,为改善氮化硅陶瓷器件高温性能提供了参考。     

氮化硅陶瓷的热等静压处理与抗热震性能研究

以氮化硅喷雾造粒粉为原料,通过高温常压烧结及热等静压处理烧坯两种制备方法获得的氮化硅陶瓷材料,进行了陶瓷显微组织结构、热导率与抗热震性能研究.结果表明热等静压处理能够消除烧结体的残余孔隙,有利于提高陶瓷的强度、热导率和抗热震性能.     

氮化硅常压烧结研究进展

本文着重论述了氮化硅陶瓷常压烧结过程中助烧剂的选择、烧结机理和高温性能的改善方面的研究进展。     

氮化硅陶瓷的低温常压烧结及其力学性能

本文采用氧化镁(MgO)和磷酸铝(AlPO4)为烧结助剂,利用常压烧结工艺于1600℃制备了以α相为主相的氮化硅( Si3N4)陶瓷材料.利用XRD和SEM等对其物相组成和显微结构进行了表征,并分析烧结助剂含量对材料致密度的影响,研究氮化硅陶瓷的致密度与其力学性能之间的关系.结果表明:当AlPO4含量为20wt％ ～ 30wt％时,氮化硅陶瓷的致密度可达90％以上,抗弯强度为250～320 MPa.AlPO4在Si3N4陶瓷烧结中对提高其致密度与力学性能起到了重要的作用.