Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料制备及其性能

采用新型冷冻胶凝陶瓷成型技术制备高性能Si_3N_4/BAS复相陶瓷透波材料,对Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料烧结体成分、力学性能、微观形貌、电性能及抗热震性等进行研究。结果表明:坯体成型收缩率小于1%,在温度升到1 300℃高温时,Si_3N_4/BAS复相陶瓷烧结体弯曲强度280 MPa,弹性模量为90 GPa,介电常数变化率仅为6%。该复相陶瓷材料具有良好的抗热震性能及可加工性,BAS陶瓷玻璃相高温高黏度特性对Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料抗热震是一种热应力缓释方式。     

Si_3N_4／SiCp复相陶瓷研究现状及进展

详细介绍了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷的研究现状，着重论述了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ纳米复相陶瓷的制备工艺及发展趋势。     

Si3N4／SiCp复相陶瓷材料的研究进展

概述了ＳｉＣ颗粒弥散强化Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的研究近况,着重讨论了ＳｉＣ粒子的数量和尺寸对Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料显微结构和力学性能的影响,并简要介绍了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料的烧结机理和ＳｉＣｐ的掺入对材料可烧结性的影响。     

多孔Si3N4–SiO2复相陶瓷及其性能

采用近净尺寸成型制备工艺–氧化烧结结合溶胶浸渍再烧结法,制备了多孔Si3N4–SiO2复相陶瓷。讨论了制备工艺对材料的成分、微结构和性能的影响规律。研究表明：随着硅溶胶浸渍量的增加,材料的抗弯强度、硬度、断裂韧性、密度和介电常数均增大。分别采用压痕法和单边切口梁法对材料的断裂韧性进行了测定和比较。结果表明：采用压痕法测定断裂韧性时,多孔Si3N4–SiO2复相陶瓷的增韧机理有裂纹偏转、裂纹分叉、裂纹桥接以及孔的钝化。采用单边切口梁法测定断裂韧性时,多孔Si3N4–SiO2复相陶瓷的增韧机理只有裂纹偏转。     

Si_(3)N_(4)-Mo梯度连接及其反应结合机理EI北大核心CSCD

氮化硅陶瓷与金属的有效连接,对于充分利用二者优异性能、满足材料或构件在复杂环境下服役要求至关重要。利用粉末冶金、梯度复合技术实现了大物性差异氮化硅陶瓷(Si_(3)N_(4))和金属钼(Mo)的梯度连接,研究和探明了不同烧结温度以及不同Si_(3)N_(4)添加量下各梯度层内Si_(3)N_(4)和Mo的反应机理。基于反应机理,结合浓度分布指数p对Si_(3)N_(4)/Mo_(x)Si_(y)/Mo梯度材料的过渡层结构进行优化,实现了Si_(3)N_(4)和Mo的梯度连接及力学性能的提升。结果表明:Si_(3)N_(4)和Mo主要通过Mo、Si之间的扩散反应形成钼硅化合物,反应过程为(Mo+Si)→(Mo_(3)Si/MoSi_(2)+Si)→(Mo_(5)Si_(3));当浓度分布指数p=1.5时,Si_(3)N_(4)/Mo_(x)Si_(y)/Mo梯度材料的弯曲强度达到最大值371.42 MPa,剪切强度达到最大值30.58 MPa,过渡层内各元素呈准连续梯度分布。     

Si3N4/TiN复相陶瓷的抗氧化性能

以铁尾矿和含钛高炉渣为主要原料合成了Si3N4/TiN复相陶瓷,在热力学分析的基础上,研究了Si3N4/TiN复相陶瓷的抗空气氧化性能,并对其氧化过程进行了动力学分析.采用X射线衍射、扫描电镜和能谱等对Si3N4/TiN复相陶瓷的氧化过程、氧化后样品显微形貌进行了表征,并通过分析样品的恒温氧化质量增加曲线研究了其抗氧化...     

Si3N4／SiCp复相陶瓷研究现状及进展

详细介绍了ＳｉＮ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷的研究现状，着重论述了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ纳米复相陶瓷的制备工艺及发展趋势。     

冷冻胶凝成型制备Si3N4复相陶瓷材料的高温力学特性

采用新型冷冻胶凝陶瓷成型技术制备Si3N4/钡长石(BaAl2Si2O8,BAS)复相陶瓷材料,研究了不同温度(25～1400℃)和BAS含量(质量分数)条件下,Si3N4/BAS复相陶瓷材料弯曲强度、弯曲模量、弯曲断裂特性以及陶瓷微观结构.结果表明:BAS含量提高可显著提高材料高温力学性能,在1400℃和40％BAS...     

Si_3N_4陶瓷粉末特性及其对烧结性能的影响

Si_3N_4陶瓷粉末的化学、物理特性,如纯度、粉末粒子的反应性,粒子的晶型和形貌,强烈影响SI_3N_4陶瓷烧结后的致密化程度和陶瓷的机械性能,本文综合分析了Si_3N_4粉末特性和要求,对现有的四种技术路线制备的Si_3N_4粉末特性指标进行了比较,认为液相法制备超细,高纯Si_3N_4粉末是一条很有发展潜力的技术路线。     

利用表面形成Si_2N_2O层提高Si_3N_4陶瓷材料抗氧化性能

根据对Ｓｉ－Ｎ－Ｏ系统相图的分析，首次在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料表面形成Ｓｉ２Ｎ２Ｏ抗氧化层。其方法是利用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的表面涂上一层ＳｉＯ２（其中含有１０％的Ａｉ２Ｏ３）涂层后，在Ｎ２气氛中，并有Ｓｉ３Ｎ４粉末和ＳｉＯ２粉末存在的条件下，于１２７３～１６７３Ｋ的温度下进行热处理。用ＸＲＤ和ＸＰＳ分析验证了Ｓｉ２Ｎ２Ｏ（和／或Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ）层的存在。由于形成了Ｓｉ２Ｎ２Ｏ（和／或Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ）层，Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料在１５７３Ｋ的温度下氧化１００ｈ后，氧化增量从原来的０．４２ｍｇ／ｃｍ２降低到０．２４ｍｇ／ｃｍ２。     

Si_3N_4陶瓷材料的氧化行为及其抗氧化研究

研究了Si3N4陶瓷材料的氧化行为 ,同时探讨了通过表面处理使Si3N4陶瓷材料表面形成一层Si2 N2 O对其抗氧化性能的影响。实验结果表明 ,Si3N4陶瓷材料在空气中的氧化行为服从抛物线规律。另外 ,用X射线衍射分析 (XRD)和X光电子能谱 (XPS)分析验证了Si2 N2 O层的存在。由于形成了Si2 N2 O层 ,Si3N4陶瓷材料在 130 0℃下氧化 10 0h后 ,氧化增重从原来的 0 .4 2mg/cm2 降低到 0 .2 4mg/cm2 ,其抗氧化性能有了明显的提高。同时 ,表面处理后Si3N4陶瓷材料的强度也有一定的提高 ,其中室温强度从原来的62 1MPa提高到 662MPa。     

Gd2O3对O'-Sialon/Si3N4复相陶瓷结构与性能的影响

以α-Si_3N_4粉和黑刚玉为原料、Gd_2O_3为烧结助剂,采用无压烧结工艺制备了O’-Sialon/Si_3N_4复相陶瓷材料,研究了Gd_2O_3添加量和烧结温度对样品性能、相组成和显微结构的影响,探讨了Gd_2O_3对复相陶瓷的作用机理。结果表明:复相陶瓷主晶相为α-Si_3N_4、β-Si_3N_4和O’-Sialon,添加Gd_2O_3一方面可在高温烧结过程中形成液相,促进α-Si_3N_4的"溶解–析出"过程,有利于α-Si_3N_4向β-Si_3N_4的晶型转变以及β-Si_3N_4晶粒的生长;另一方面可促进α-Si_3N_4与Al_2O_3和Si O_2的固溶反应,生成O’-Sialon相,使样品中O’-Sialon含量增加。当Gd_2O_3添加量为6%(质量分数)时,经1 600℃烧结的样品SN-G6性能最佳:气孔率为23.29%;体积密度为2.31 g·cm~(–3);抗折强度达到105.57 MPa。     

Si_3N_4陶瓷材料的氧化行为及其氧化机理

采用氧化后再氧化的实验方法,通过对 Ｓｉ３ Ｎ４ 陶瓷材料氧化行为的研究和氧化动力学的分析,讨论了 Ｓｉ３ Ｎ４ 陶瓷材料的氧化机理。结果表明, Ｓｉ３ Ｎ４ 陶瓷材料的氧化行为表现为氧化增量随时间的变化服从抛物线规律：（Δ Ｗ ）２ ＝ Ｋｐ ｔ 。提出了氧在氧化层中的向内扩散是 Ｓｉ３ Ｎ４ 氧化过程中的控制步骤;并认为烧结添加剂或杂质等对 Ｓｉ３ Ｎ４ 陶瓷材料氧化速度的影响,是通过改变氧化层的组成、结构,使氧在氧化层中的扩散速度发生变化而产生的。     

采用有机前驱体制备Si3N4／SiC纳米复相陶瓷

本研究采用有机前驱体为主要原料，通过热解及烧结制备了两类Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ纳米复相陶瓷，研究了这些材料的微结构特点，讨论了材料强化的机制及力学性能与显微结构的关系。     

多孔Si3N4-SiO2复相陶瓷及其性能

采用近净尺寸成型制备工艺-氧化烧结结合溶胶浸渍再烧结法,制备了多孔Si3N4-SiO2复相陶瓷.讨论了制各工艺对材料的成分、微结构和性能的影响规律.研究表明:随着硅溶胶浸渍量的增加,材料的抗弯强度、硬度、断裂韧性、密度和介电常数均增大.分别采用压痕法和单边切口梁法对材料的断裂韧性进行了测定和比较.结果表明:采用压痕法测定断裂韧性时,多孔Si3N4-SiO2复相陶瓷的增韧机理有裂纹偏转、裂纹分叉、裂纹桥接以及孔的钝化.采用单边切口梁法测定断裂韧性时,多孔Si3N4-SiO2复相陶瓷的增韧机理只有裂纹偏转.     

莫来石涂层对Si_3N_4陶瓷材料抗氧化性能的影响

利用Sol－Gel法在Si3N4陶瓷材料的表面涂上一层莫来石涂层，并用X射线衍射和X射线电子能谱（XPS）仪分析了涂层后Si3N4陶瓷材料的表面。涂层后Si3N4陶瓷材料在1300℃下氧化100h后，氧化增重从原来的0.42mg·cm-2降低到0．29mg·cm-2。     

可加工氮化硅/氮化硼复相陶瓷的制备

以硅(Si)粉、六方氮化硼(h-BN)为原料,在氮气(N2)中用燃烧合成(combustion synthesis,CS)气固反应法,原位生成可加工氮化硅/氮化硼(Si3N4/h-BN)复相陶瓷.考察了h-BN不同体积分数(下同)对Si3N4/h-BN复相陶瓷可加工性的影响.结果表明:在实验条件下,Si粉氮化完全,不存在残余的游离Si.Si3N4/h-BN复相陶瓷中以柱状β-Si3N4为主相,β-Si3N4晶粒之间为针状h-BN相.随着h-BN相含量的增加,Si3N4/h-BN复相陶瓷的可加工性提高,抗弯强度先减小后增加.h-BN含量为25%时,Si3N4/h-BN复相陶瓷的抗弯强度最低.     

Si3N4／纳米SiC复相陶瓷显微结构的研究

本研究通过采用纳米SiC粉体及有机前驱体两种途径,制备了Si_3N_4/纳米SiC粒子(Si_3N_4/纳米SiCp)复相陶瓷,研究了这些材料的显微结构特点,讨论了材料强化的机制与显微结构的关系。     

放电等离子烧结Si3N4/Al2O3纳米复相陶瓷的增韧机理

用放电等离子烧结制备了Si3N4/A12O3纳米复相陶瓷.在1 450℃,当Si3N4质量分数为10%时,Si3N4/A12O3纳米复相陶瓷的韧性达到5.261MPa·m1/2,与纯Al2O3的断裂韧性4.014MPa·m1/2相比提高了31.1%.X射线衍射分析表明在高温烧结形成了sailon相.扫描电镜显微分析显示复相陶瓷具有晶内/晶界混合型结构,增韧机制主要为微裂纹增韧和残余应力增韧.     

Si3N4—SiC复相陶瓷增强颗粒尺寸效应

本文采用不同颗料尺寸的SiC粉体与Si3N4复合，采有热压烧结工艺制备了Si3N4-SiC复相陶瓷材料。研究了不同SiC颗粒尺寸、含量对复合材料致密化、显微结构和力学性能的影响。结果表明，晶粒尺寸越小强度越高，硬度也越大，但断裂韧性随粒径的变化不大。验证了颗粒复合的均匀分布模型和增强分布模型。