纳米非晶 Si_3N_4固体结构和键合特征

本文用 X 射线径向分布函数、电镜观察、X 射线电子能谱和 X 射线衍射图谱较系统地研究了纳米 Si_3N_4固体。结果表明,纳米非晶 Si_3N_4在25—1300℃热处理后颗粒没有明显长大,界面组分仍然占有相当大的比例,保持纳米非晶态基本特征、界面为一种新型短程序,Si—N 键配位严重不足,Si 悬键较多。纳米 Si_3N_4键结构不是典型的共价键。高于400℃退火,氧化明显,试样表面有 SiO_2生成。     

Si3N4／SiC纳米复合陶瓷的制备,结构和性能

Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣＵ纳米复合陶瓷是近年发展起来的高温高温度结构材料，它通过纳米ＳｉＣ颗粒在Ｓｉ３Ｎ４基体中的弥散达到强化增韧的效果。研究表明，这种增韧方法所获得的室温和高温机械性能均远远高于其它的增韧方法。本文综述了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ纳米复合陶瓷在制备、结构和性能方面的研究成果，指出了尚待解决的问题和今后的研究方向。     

Si3N4—TiC复合材料的微观结构和化学反应

在１８００℃温度和Ａｒ，Ｎ２气氛下热压试样中，研究了ＴｉＣ加入Ｓｉ３Ｎ４中对ＴｉＣ－Ｓｉ３Ｎ４体系的微观结构和中间相化学反应的影响。根据热力学方法，估算出ＴｉＣ１－ｘＮｘ固溶体的组成，并以氰化钛作为一种理想的固溶体。这个估算值（ｘ＝０．７）略高于通过测定晶格参数和根据Ｖｅｇａｒｄ定律而计算出的值（ｘ＝０．６７）。样品在Ｎ２气中热压后可观察到４个区别明显的相区，它们是β－Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＣ和氰化钛固     

助烧剂对热压Si3N4基陶瓷组织结构的影响

用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＴＥＭ分析了用Ｙ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３及Ｙ２Ｏ３＋ＡｌＮ做助烧剂的两种热压Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷的组织结构，用ＥＤＸＡ分析了Ｓｉ，Ａｌ，Ｙ等元素的含量。结果表明，两种Ｓｉ３Ｎ４都是由长柱状β相组成；     

纳米SiC—Si3N4复合粉体的制备及研究

本文以炭黑和气凝氧化硅为原料，采用碳热还原氮化的方法制备纳米ＳｉＣ－Ｓｉ３Ｎ４复合粉体；复合粉中ＳｉＣ的含量由起始粉中Ｃ：ＳｉＯ２的摩尔比控制。在复合粉体的表征中用ＸＲＤ线宽法测量ＳｉＣ粒径大小。ＴＥＭ照片显示Ｓｉ３Ｎ４粒径在１００￣２００ｎｍ；ＳｉＣ为纳米级。文中还对生成复合粉体的反应机理进行了探讨。同时利用这一工艺制备出单相的Ｓｉ３Ｎ４粉和ＳｉＣ粉。     

用纳米非晶Si／N／C粉原位合成Si3N4晶须

采用激光诱导有机硅烷气合成的纳米非晶Ｓｉ／Ｎ／Ｃ粉为原料，在１６００℃，１０１．３ｋＰａＮ２气下，在石墨感应炉中原位制备出α－Ｓｉ３Ｎ４晶须，其直径为０．１－０．５μｍ，长可达几毫米，纯度较高，无过剩碳及金属杂质。     

提高Si3N4抗氧化性能的陶瓷涂层

采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法在热压Ｓｉ３Ｎ４表面涂上一层ＳｉＯ２涂层，用Ｘ光电子能谱（ＸＰＳ）检测了涂覆ＳｉＯ２后Ｓｉ３Ｎ４表面的组成，结果表明，在Ｓｉ３Ｎ４表面有ＳｉＯ２涂层存在，经涂覆 热压Ｓｉ３Ｎ４在１３０℃氧化１００ｈ后，氧化增重从未涂覆的０．４２ｍｇ／ｃｍ＾２降到０．２８ｍｇ／ｃｍ＾２。     

自韧Si3N4陶瓷的显微结构及其性能研究

利用热压的方法制得室温断裂韧性和抗弯强度分别为１１．２ＭＰａ·ｍ￣（１／２）、８２３ＭＰａ，高温（１３５０℃）断裂韧性和抗弯强度分别为２３．９ＭＰａ·ｍ￣（１／２）、６３０ＭＰａ的自韧Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷。研究了显微结构和力学性能之间的关系。结果表明：玻璃相的含量、β－Ｓｉ＿３Ｎ＿４的长径比等对性能有重要影响。分析了自韧Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷的增韧机理，通过ＳＥＭ明显观察到Ｓｉ＿３Ｎ＿４中存在裂纹偏转、分支和β－Ｓｉ＿３Ｎ＿４拔出现象。     

Ti（C0.3N0.7）—Si3N4材料制备

研究第二相粒子Ｔｉ（Ｃ０．３Ｎ０．７）的引入对氮化硅陶瓷材料力学性能的影响。结果表明,在Ｓｉ３Ｎ基体中添加Ｔｉ（Ｃ０．３Ｎ０．７）粒子能起到增韧补强的作用。     

Si3N4／SiC纳米复合陶瓷的微观结构

利用ＪＥＭ２０００ＥＸⅡ高分辨电镜和ＨＦ２０００冷场发射枪透射电镜对Ｓｉ３Ｎ４ＳｉＣ纳米笔合陶瓷材料的微观组织，结构和成分进行了研究。结果表明，ＳｉＣ颗粒弥散分布基体相β－Ｓｉ３Ｎ４晶内和晶界，晶内ＳｉＣ颗粒与基体相的界面结构有三种类型；１）直接结合的的界面；２）完全非晶态的界面；３）混合型的界面，晶间ＳｉＣ颗粒与基体相的界面大部分是直接结合的。     

反烧结Si3N4复合陶热力学分析

以TiSi2-SiC—N2体系反应制备Si3N4-TiN—SiC复相陶瓷材料进行理论分析和理论计算,通过对TiSi2-SiC—N2体系的DSC试验和XRD检测来研究TiSi2与N2的反应温度区间。结果表明：TiSi2和N2在2000K以下在热力学上可以发生反应,而TiSi2不分解;DSC结果发现在1105℃以上TiSi2与N2开始反应。     

添加TiN改善Si3N4陶瓷加工性的研究

通过添加ＴｉＮ改善Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的加工性,结果表明,添加ＴｉＮ含量达３０ｗｔ％,可实现电火花切割加工。     

熔盐热析出反应金属化Si3N4与Si3N4的连接

在采用熔盐热析出反应在Si₃N₄陶瓷表面沉积钛金属膜的基础上,对CuAg合金在金属化表面的润湿性进行了研究,结果表明,CuAg合金能对采用该方法金属化的Si₃N₄陶瓷实现良好润湿．在此基础上,成功实现了钛金属化Si₃N₄陶瓷与Si₃N₄陶瓷的连接并对连接工艺进行了系统研究．连接界面的TEM研究发现,界面上广泛存在Ti-Cu－Si-N相并对这种相对连接强度的影响进行了讨论．