Si3N4／Si3N4陶瓷连接的研究进展

连接技术是Ｓｉ３Ｎ４陶瓷实用过程中必须解决的难题之一。本文综述了Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４陶瓷连接的研究现状以及不同连接工艺对连接强度的影响。     

自韧Si3N4陶瓷的高温性能特征

研究了自韧Si_3N_4的高温力学性能、氧化行为和抗热震性能。结果表明,晶界玻璃相对高温性能有重要影响,在室温～1350℃的范围内,自韧Si_3N_4的抗弯强度随温度的升高而降低,断裂韧性随温度的升高而增加;在1300～1350℃的温度范围内,自韧Si_3N_4的氧化符合抛物线规律,氧化过程主要由晶界处添加剂离子和杂质离子的扩散过程控制。由于热应力导致裂纹的产生和扩展,使得热震后材料的性能降低。     

纳米Si3N4—SiC复相陶瓷显微结构

本文系统地研究了纳米Si_3N_4-SiC复相陶瓷显微结构,观测了纳米Si_3N_4-SiC复相陶瓷中Si_3N_4、SiC粒子晶粒尺寸,研究了复合在Si_3N_4晶粒内和晶界上的SiC粒子分布情况及Si_3N_4与SiC、Si_3N_4间的相界面。     

Si3N4结合SiC高速烧嘴套管的研制

以工业用绿ＳｉＣ、硅粉为主要原料，选择合适的成型方法及成型用添加剂，研制出了Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ高速烧嘴套管。该产品经某应用单位使用，表明其质量和使用性能接近同类进口产品，可广泛应用于辊道窑和车式窑炉。     

Si3N4结合SiC窑具的研究和开发

有关反应烧结Si_3N_4结合SiC方面的资料和报导甚多,但总体观之,都是从某一方面加以论述,且目前大生产较为成功的仅限于钢炉衬砖。本文通过对Si_3N_4结合SiC窑具的研究和分析及大量的文献索引,较为系统的报导了反应烧结Si_3N_4结合SiC窑具的成型、烧结过程及其缺陷,并分析了其抗氧化性能及抗热震性能。     

Si和SiC的颗粒级配对Si3N4结合SiC材料坯体密度的影响

采用正交设计试验法L_(16)(2~(15))研究了Si和SiC的颗粒级配对Si_3N_4结合SiC材料坯体密度的影响,用获得的颗粒级配制得了优异的制品。     

新型Si3N4/TiCnano复合陶瓷材料的制备及性能

本文利用热压烧结方式制备了新型Si3N4/TiCnano复合陶瓷材料,对材料的配方及烧结工艺进行了优化,采用XRD、SEM等手段分析了材料的微观结构,研究了烧结条件对材料性能的影响机理。结果表明,所研究的材料具有良好的力学性能。     

利用Ti／Ni共晶反应连接Si3N4／Ni的连接强度

本文用Ｔｉ箔在１３２３Ｋ直接进行Ｓｉ３Ｎ４／Ｎｉ的真空连接。结果表明,通过Ｎｉ、Ｔｉ之间的相互扩散形成的液体合金与Ｓｉ３Ｎ４发生界面反应,形成Ｓｉ３Ｎ４／ＴｉＮ／Ｔｉ５Ｓｉ４＋Ｎｉ３Ｓｉ（混合层）的接合界面,ＴｉＮ层和混合层的生长均 物线规律生长因子分别为１．３×１０＾－８ｍｓ＾－１／２和７．４×１０６－８ｍｓ＾１／２。接头弯曲强度随连接时间的增加,即Ｓｉ３Ｎ４／ＴｉＮ界面的连续和致密化而显著提高     

Al2O3对Si3N4结合SiC材料抗氧化和抗碱侵蚀性的影响

研究了添加0～8％Al2 O3对烧成Si3N4结合SiC耐火材料的显微结构、抗氧化和抗碱侵蚀能力的影响。借助XRD、SEM及光学显微镜观察发现：添加Al2 O3通过氮化反应烧结使得材料基质中的Si3N4由纤维状Si3N4向柱状Sialon相转化,显微结构更加致密。4#试样中的Al2O3加入量对提高Si3N4结合SiC耐火材料的抗氧化和抗碱侵蚀性的作用已极其明显。     

Si3N4陶瓷常压烧结研究进展

论述了Si3N4陶瓷常压烧结过程中助烧剂的选择，烧结机理和高温性能改善方面的研究进展。     

Seamless Joining of Silicon Nitride Ceramics

High-strength joining of Si₃N₄ ceramics has been achieved by developing a process that effectively eliminates the seam, and may allow for fabrication of large or complex silicon nitride bodies. This approach to joining is based on the concept that when sintering aids are effective in bonding individual grains, they could be equally effective in joining bulk pieces of Si₃N₄. Optimization of the process led to Si₃N₄/Si₃N₄ joints with room-temperature bend strengths as high as 950 MPa, corresponding to more than 90% of the bulk strength of the Si₃N₄. At elevated temperatures of 1000° and 1200°C joint strengths of 666 and 330 MPa, respectively, were obtained, which are the highest values reported to date for these temperatures. These bend strengths are also more that 90% of the strength of bulk Si₃N₄ measured at these temperatures.     

Silicon Nitride Joining Using Silica and Yttria Ceramic Interlayers

Dense hot-pressed β-Si₃N₄ blocks were joined using both SiO₂ and SiO₂-Y₂O₃ powder slurries as bonding interlayers. The assembled specimens (Si₃N₄/interlayer/Si₃N₄) were heated in a flowing N₂ atmosphere in the temperature range of 1500°–1650°C. The joining interlayer was clearly distinguished from the Si₃N₄ bulk. The microstructure and the reaction products found in the bonding interlayer were very different in both compositions. Reactions occurring between the Si₃N₄ and the ceramic joining compositions have been explained based on existing diagrams of the YN–Si₃N₄-Y₂O₃-SiO₂ system.     

Effect of Bonding Pressure on Silicon Nitride Joining Using a Nickel-Chromium-Boron Metal Filler

Mechanical pressure exerts a noticeable effect on the reaction that takes place at the interfacial region of Si₃N₄/Ni-Cr-B/Si₃N₄ joints. In fact, the mechanical pressure affects the thickness of the reaction layer: for lower pressures, a large interfacial reaction layer and a profusion of cracks are observed, whereas, for higher pressures, the extent of the reaction layer is limited, and no cracks are detected. The results show that joint strength increases monotonically with applied pressure.     

多孔氮化硅陶瓷透波材料研究进展

多孔氮化硅陶瓷透波材料具有优异的机械性能、耐热性能及介电性能,成为透波材料科学研究领域中的热点之一。本文介绍了多孔氮化硅陶瓷的主要制备技术,并对国内外多孔氮化硅陶瓷透波材料的应用研究进展进行了综述。     

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。     

氮化硅陶瓷材料的热力学分析

运用热力学方法分析了氮化硅陶瓷在制备和使用过程中涉及的物理化学过程,包括Si3N4烧结、Si3N4在真空中的挥发、Si3N4的稳定性、Si3N4与金属固体的作用4个方面,结合实际论述了反应发生、发展的条件、反应的优先性、生成化合物的稳定性及热力学方法的适用性.     

氮化硅轴承球表面层残余应力的形成机理及试验研究

本文论述了烧结热应力及研磨加工对氮化硅轴承球表面残余应力的影响机理.通过比容积测定,对氮化硅轴承球表面残余应力分布进行了分析计算,并就研磨加工对氮化硅轴承球表面残余应力的影响进行了试验研究.     

惰性气氛中含氧氮化硅陶瓷纤维的热稳定性研究

将γ辐照聚碳硅烷先驱丝法制备的含氧氮化硅陶瓷纤维在惰性气氛中进行高温处理,利用抗拉强度测试、体积密度测试、XRD、SEM、TG-DSC和元素分析等手段研究了氮化硅陶瓷纤维在惰性气氛中的热稳定性,探讨了陶瓷纤维性能退化机理.结果表明,含氧氮化硅陶瓷纤维在惰性气氛中可经受1200℃高温,其微观形貌致密完整,抗拉强度保留率在93％左右;温度超过1200℃时,陶瓷纤维中SiNxOy相的分解使得陶瓷纤维表面出现大量微观缺陷并使得力学性能降低,在1400℃时氮化硅陶瓷纤维完全失去力学性能,晶形结构从无定型结构转变为α-Si3N4结构;高温下SiNx0y相分解产生的SiO2在陶瓷纤维表面呈现液相聚集状态并使得陶瓷纤维间熔并粘连,而分解产生SiO和N2的气体一方面导致了陶瓷纤维的失重,另一方面使得O含量降低而N含量升高.     

氮化硅陶瓷在四大领域的研究及应用进展

氮化硅陶瓷不仅具有较高的力学性能还具有良好的透波性能、导热性能以及生物相容性能,是公认的综合性能最优的陶瓷材料。作为轴承球的致密氮化硅陶瓷广泛应用在机械领域;作为透波材料的多孔氮化硅陶瓷广泛应用在航空航天领域;随着对氮化硅陶瓷材料的深入研究,其在导热性和生物相容性方面的优异特性逐渐被科研工作者认识并得到开发和应用。本文详细阐述了氮化硅粉体的制备方法,并综述了氮化硅陶瓷作为结构陶瓷在机械领域和航空航天领域的研究进展,此外还介绍了其作为功能陶瓷在半导体领域、生物制药领域的研究和应用现状,最后对其未来发展进行了展望。     

氮化硅陶瓷的无压烧结工艺优化及性能研究

以α-Si3 N4为原料,Y2 O3和MgO为复合烧结助剂,通过无压烧结制备出氮化硅陶瓷。为了优化实验配方和工艺参数,采用正交实验研究了成型压力、保压时间、保温时间、烧结温度、烧结助剂含量以及配比对氮化硅陶瓷气孔率和抗弯强度的影响规律。结果表明,影响氮化硅陶瓷气孔率的主要因素是烧结助剂含量和配比,而影响其抗弯强度的主要因素是烧结助剂配比和烧结温度。经分析得出,最佳工艺参数为成型压力16 MPa,保压时间120 s,保温时间2 h,烧结温度1750℃,烧结助剂含量12wt％,烧结助剂配比1∶1;经最佳工艺烧结后的氮化硅陶瓷,相对密度为94．53％,气孔率为1．09％,抗弯强度为410．73 MPa。