Li2O为烧结助剂的Si3N4陶瓷低温烧结过程研究

分别选用Li2O烧结助剂和Y2O3-Al2O3复合烧结助剂作为对比,无压烧结氮化硅陶瓷,研究了Li2O对烧结致密化过程和相变过程的影响。结果表明,以Li2O作为烧结助剂,烧结系统的共晶液相在1200℃产生,颗粒重排可以在较低的温度下进行,且致密化速度较快,氮化硅的α-β相变过程被促进,在1600oC即可得到发育良好的β-Si3N4棒状晶。     

Si3N4含量对Y-Si-Al-O-N涂层组织和性能的影响

以Y2O3、SiO2、Al2O和α-Si3N4为原料,采用料浆喷涂工艺在多孔Si3N4基体表面制备出致密的Y-Si-Al-O-N陶瓷涂层。研究了原料中α-Si3N4含量对Y-Si-Al-O-N熔体结构的影响,以及对涂层组织和性能的影响。结果显示:随着α-Si3N4含量的增加,颗粒状的δ-Y2Si2O7晶粒逐渐增多,板条状的Keiviite-Y晶粒逐渐减少。涂层使多孔Si3N4的吸水率降低了94.2%～95.6%,起到了很好的封孔效果。涂层也使多孔Si3N4的硬度提高了239.3%～527.3%。     

柴油机增压器Si3N4陶瓷涡轮的制造与性能研究

利用热等静压法制备一种金属增韧的Si3N4陶瓷基增压器涡轮。这种新型涡轮既有常规氮化硅材料高强度、高导热系数和低膨胀系数等特性,又在很大程度上克服了陶瓷固有的脆性,增加了金属的可塑性,具有高韧性、高耐磨防腐蚀性能,可以在高强、高压等恶劣环境下工作。用Si3N4陶瓷代替现有K418镍基合金,提高了增压器的响应性,降低了柴油机的排放烟度,消除了涡轮出现的滞后响应。     

采用SiC/Si3N4陶瓷先驱体连接反应烧结SiC

采用SiC/Si3N4陶瓷先驱体聚硅氮烷连接反应烧结碳化硅陶瓷,研究了连接温度、连接压力、浸渍/裂解增强处理对连接强度的影响.结果表明：在1100℃～1400℃温度范围内,连接强度先升高后降低;连接过程中施加适当的轴向压力可提高连接层致密度;浸渍/裂解增强处理可大幅度提高接头强度.当连接温度为1300℃,连接压力为15kPa，经3次增强处理的连接件抗弯强度达最大值169．1MPa。这种连接件的断口表面粘有大量SiC母材。由XRD研究表明，随着温度的逐步升高，聚硅氮烷的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变。微观结构及成分分析显示：连接层为厚度2μm-3μm的SiCN无定形陶瓷，其结构较为均匀致密；连接层与基体间界面接合良好。     

钎料中Ti元素含量对Si3N4/Si3N4接头界面结构及性能的影响

在900℃保温10 min的工艺条件下采用Ti含量不同的AgCu+Ti+nano-Si₃N₄复合钎料（AgCu_C）实现了Si₃N₄陶瓷自身的钎焊连接,并对不同Ti元素含量的接头界面组织及性能进行了分析.结果表明,接头典型界面结构为Si₃N₄/TiN+Ti₅Si₃/Ag_（s,s）+Cu_（s,s）+TiN_P+Ti₅Si_3P/TiN+Ti₅Si₃/Si₃N₄.随着复合钎料中Ti元素含量的增加,钎缝中团聚的纳米Si₃N₄颗粒逐渐减少,母材侧的反应层厚度逐渐增加后趋于稳定.当Ti元素含量高于4%时,钎缝中形成了类似于颗粒增强金属基复合材料的界面组织;当Ti元素含量达到10%时,有少量Ti-Cu金属间化合物在钎缝中形成;钎焊接头的抗剪强度随着Ti元素含量的增加而呈现先增加后降低的变化趋势,当Ti元素含量为6%时接头的抗剪强度达到最高值,即75 MPa.     

烧结助剂Y2O3和Pr6O11对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响

采用高分子网络法制备混合纳米粉体,研究稀土氧化物Y2O3和Pr6O11加入量对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响。采用阿基米德方法测定样品的体积密度,利用激光脉冲法测量试样的热扩散率并计算得出热导率。结果表明:两种添加剂都可以降低Al2O3陶瓷的烧结温度,提高Al2O3陶瓷的热导率,其中Y2O3的促进作用较强;当保温时间相同、烧结温度为1 500~1 650℃时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率都随烧结温度的升高而增大;当烧结温度相同、保温时间为30~120 min时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率也随保温时间的延长而增大。     

造孔剂含量对多孔BN/Si3N4复合陶瓷结构和性能的影响

以Si3N4为基体、BN为添加剂,采用添加PMMA造孔剂法制备出具有优良力学性能和介电性能的多孔BN/Si3N4复合陶瓷。通过对材料的物相组成、显微结构、气孔率、孔径分布、力学及介电性能的表征和测试,系统分析了造孔剂含量对材料结构和性能的影响。结果表明:随着造孔剂含量的增加,多孔BN/Si3N4复合陶瓷的气孔率增大,抗弯强度减小,介电常数减小,而介电损耗呈微弱的上升趋势。当造孔剂粒径为2μm,含量为5%(质量分数,下同)时,制备出气孔率达到40.8%,抗弯强度达到(114.67±10.73)MPa,介电常数为4.0,介电损耗为3.3×10-3的高性能多孔BN/Si3N4复合陶瓷透波材料。     

六方-BN对非晶前驱体制备不含添加剂的Si3N4/SiC复合材料相变的影响（英文）

Si3N4/SiC纳米复合材料由于具有优良的力学和热性能,广泛应用于涡轮发动机、热交换器和其他复杂情况中。然而,不添加添加剂很难制备出Si3N4/SiC复合材料。添加剂在烧结过程形成液相从而促进复合材料的致密化。然而,添加剂的存在降低了复合材料的高温力学性能。通常在不添加添加剂的情况下,采用电场辅助烧结,利用聚合物前体路线制备Si3N4/SiC复合材料。本研究中,在无添加剂、温度1700°C、真空50MPa条件下,热压烧结2h,利用非晶前体路线成功制备了六方-BN致密化的Si3N4/SiC复合材料。聚合物前驱体和BN的作用减少了的SiC含量。并对相变、致密化、微观组织和力学性能进行了讨论。     

采用复合钎料钎焊Si3N4陶瓷

采用TiN／Ag—Cu—Ti复合钎料连接Si3N4陶瓷材料，采用扫描电镜观察了接头组织。TiN颗粒与Ag—cu组织结合紧密，并未与钎料基体进行反应，在钎缝中分布比较均匀，形成了局部金属基复合材料组织。由于颗粒与液态钎料之间能够形成较强的毛细作用，提高了活性元素Ti扩散的能力，Ti元素能够充分扩散到钎料与母材的界面上进行反应，生成一层致密的反应层。接头抗剪强度表明，在一定范围内，采用复合钎料可以明显提高接头强度。     

LaF3-MgO助烧剂配比对Si3N4陶瓷烧结及性能的影响

采用放电等离子烧结(SPS)后高温热处理的方法,制备烧结助剂总量为8%(质量分数),LaF3/MgO配比不同的Si3N4陶瓷,研究助烧剂配比对Si3N4陶瓷烧结及热导率、抗弯强度等性能的影响。结果发现,添加LaF3后SPS初期烧结速率明显减小,烧结温度区间变宽,当LaF3/MgO配比超过4:4后烧结密度急剧下降。烧结后陶瓷中形成La-Si-O化合物。热导率随LaF3/MgO比增加先升后降;而抗弯强度初期随LaF3/MgO比变化不大,但当比值超过1后,陶瓷中出现异常长大晶粒,抗弯强度下降。控制LaF3/MgO配比为3:5可以获得热导率为80W/m·K,抗弯强度超过1000MPa的高热导率高强度Si3N4陶瓷。     

Effect of bonding parameters on microstructure and properties of Si_3N_4/Si_3N_4 joint brazed by Cu-Zn-Ti filler alloy

1INTRODUCTION Si3N4ceramichashighthermalandwearingresistanceandisapromisingmaterialforhightem peratureapplications.However,itisdifficultto manufacturetheSi3N4ceramicworkpieceswithla gerdimensionsandcomplicatedshapesduetoitspoorworkabilityandlowductility.Inrecent20years,manystudieshavebeenfocusedonthetech niquesofceramicjoining,becausethejoiningtech niquescanbeusednotonlyforlow costandhigh reliabilitymanufacturingofceramicpartswith complicatedshapesbutalsoforrepairingofthece ramicpartsinw…     

反烧结Si_3N_4复合陶瓷力学性能研究

以TiSi2、SiC和Mo粉为原料,通过反应烧结方法制备Si3N4基陶瓷,并测试其力学性能。结果表明:随着SiC含量的增加,复合陶瓷的硬度和抗弯曲强度先升高然后下降,当SiC含量为40wt%时,复合陶瓷的硬度和抗弯曲强度达到最大值,分别为HRA71和288MPa;随着Mo含量的增加,Si3N4-TiN-MoSi2-SiC复合陶瓷的硬度逐渐提高,而室温抗弯强度则是先增加后减小,当Mo含量为10wt%时,Si3N4-TiN-MoSi2-SiC复合陶瓷的抗弯强度达到最大值,为321MPa。此外随着热震次数的增加,两种复合陶瓷的弯曲强度均下降,在相同的循环次数下,Si3N4-TiN-SiC-MoSi2陶瓷的热震性能优于Si3N4-TiN-SiC陶瓷。     

反烧结Si3N4复合陶瓷抗氧化性能研究

以TiSi2、SiC和Mo粉为原料通过反应烧结方法制备Si3N4基陶瓷,并测试其抗氧化性能.结果表明：Si3N4-TiN-SiC陶瓷的质量增量随着氧化时间的延长而增加,氧化质量增量随时间的变化基本服从抛物线规律,同时质量增量随着氧化温度的升高而增加.而Si3N4-TiN-MoSi2-SiC复合陶瓷质量增量在低温下随着时间延长而增加,在高温下质量增量随着时间延长而减少.XRD和SEM结果表明Si3N4-TiN-SiC陶瓷的氧化产物主要是TiO2、Si02和Si2N20,而Si3N4-TiN-MoSi2-SiC陶瓷则是Ti02、Si02、Si2N2O和Mo03.     

Study on microstructures of micron Si3N4 composite ceramic with addition of nano SiC and SiC whisker

１－ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＳｉ３Ｎ４ｃｅｒａｍｉｃａｓａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄａｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｌｏｎｇａｇｏ，ａｎｄｗａｓｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄｉｎ７０′ｓｉｎＵＳＡ，ＵＫ，ＧｅｒｍａｎｙａｎｄＪａｐａｎ，ｂｕｔｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｂｅｃａｕｓｅｉｔｓｓｔｒｅｎｇｔｈｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙｄｅｓｃｒｅａｓｅｓａｔａｂｏ…     

Microstructure of reactive sintered Al bonded Si3N4-SiC ceramics

Aluminium nitride-silicon nitride-silicon carbide （AIN-Si3N4-SiC） composite ceramics were prepared to increase the bending strength and improve the phase structure of Si3N4-based ceramics. The ceramics were made by reactive sintering in N2 atmosphere at 1 360 ℃, using Al as sintering additive. The phase composing of ceramics was identified with an X-ray diffractometer and the microstructure of the materials was studied by scanning electron microscopy. The results indicate that the phase structure is affected remarkably and the interface modality is changed. The interface between Si3N4 and SiC becomes blurry and that between SiC and AlN matches more better at the same time. But the liquid-phase appears during the reactive sintering along with the addition of AI by which the melting point of Si is decreased. The appearance of liquid Si decreases the bending strength of the ceramics. Lower temperature nitrification technic was introduced to avoid the appearance of liquid-phase Si. The optimum addition of Al was investigated by XRD and SEM analysis in order to obtain the maximal bending strength of materials.     

CNTs的添加对纳米Si3N4陶瓷组织与力学性能的影响

采用热压烧结法制备了CNTs-Si3N4纳米复相陶瓷,研究了碳纳米管(CNTs)的添加对Si3N4陶瓷组织与力学性能的影响,用XRD分析了该复合材料的相组成,并对它的硬度、抗弯强度和断裂韧性进行了测试.结果表明,CNTs-Si3N4纳米复相陶瓷的相为a-Si3N4、β-Si3N4和Si2N2O;其抗弯强度和断裂韧性均随碳纳米管含量的增加呈先升后降的变化趋势,最大值分别在CNTs添加量为2wt%和4wt%时获得;CNTs添加量为2wt%时,硬度略有提高,然后随碳纳米管含量的继续增加而逐渐降低;CNTs-Si3N4纳米复相陶瓷的主要增韧机制为碳纳米管的拔出、桥联和裂纹偏转.     

MgO─CeO2烧结助剂对常压烧结氮化硅陶瓷致密化和性能的影响

系统研究了ＭｇＯＣｅＯ２烧结助剂对常压烧结氮化硅陶瓷致密化过程及其性能的影响，发现ＭｇＯＣｅＯ２是一种非常有效的烧结助剂，其致密化效果比单独用ＭｇＯ或ＣｅＯ２要好得多，常压烧结的Ｓｉ３Ｎ４ＭｇＯＣｅＯ２陶瓷，相对密度为９８．５％，室温强度可达９４８ＭＰａ。     

Preparation and microwave dielectric properties of Csf/Si3N4 composites

The CJSi3N4 composites were prepared by hot-press sintering method using α-Si3N4 power, short carbon fibers and La2O3-Y2O3 sintering additives. The mechanical and microwave dielectric properties of CjSi3N4 composites were studied and discussed. The results show that the addition of the short carbon fibers can not destroy the relative density of the sintered samples, but it deteriorates the flexural strength of the sintered samples, so the flexural strength of the silicon nitride matrix is the highest among the samples. The real part （ε3 and the imaginary part （ε＇3 of the permittivity of CsfCSi3N4 composites greatly increase with increasing voltmae fraction of the short carbon fibers, achieve the maximum 73.1 and 101.5, respectively. A strong frequency dependence of the imaginary part （ε″） of the permittivity is observed.     

MECHANICAL PROPERTIES OF Si_3N_4/METAL DIFFUSION WELDING TIP

ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＳｉ３Ｎ４／ＭＥＴＡＬＤＩＦＦＵＳＩＯＮＷＥＬＤＩＮＧＴＩＰ①ＸｉｏｎｇＢａｉｑｉｎｇＢｅｉｊｉｎｇＧｅｎｅｒａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１...