直接凝固注模成型氮化硅陶瓷

直接凝固注模成型是一种新颖的原位凝固成型工艺,特别适合于复杂形状陶瓷部件的成型．通过粉体的表面改性、浆料ｐＨ值的调节以及引入高效分散剂等途径制备出了低粘度高固含量的氮化硅浆料,通过直接凝固注模成型可以获得适当的素坯密度和强度．坯体气孔分布均匀,为较窄的单峰分布,断口光滑平整,坯体各部位密度具有很好的均匀性．在相对较低的烧结温度下（１７５０℃）,成型坯体经过无压烧结可达到理论密度的９８％,基本实现致密化．烧结体结构均匀,晶粒均匀生长,发育良好．经１８００℃烧结２ｈ后,抗折强度达７５８．４ ＭＰａ,断裂韧性为６．３ＭＰａ·ｍ^１／２．     

氮化硅浆料的胶体特性研究

本文研究了Si3N4浆料的胶体特性,结果表明:Si3N4悬浮粒子的等电点(isoelectric point,简称IEP)在pH=4.2处.分散介质的离子强度影响Si3N4粒子的Zeta电位.分散剂的引入有效地提高Si3N4粒子的Zeta电位,并引起IEP的位移.粉体经不同工艺的预处理后IEP均发生不同程度的位移.X光电子能谱(XPS)分析表面组成发现其IEP的位移与Si3N4粉体表面的氧化程度有关.同时,对Si3N4浆料在不同条件下的分散性进行了考察,表明其分散性与胶体特性具有很好的一致性.     

活性钎焊法连接碳化硅陶瓷的连接强度和微观结构

采用三元Ag-Cu-Ti活性焊料连接常压烧结碳化硅陶瓷,研究了反应温度、保温时间等钎焊工艺对碳化硅陶瓷连接强度的影响,分析了连接界面的微观结构和反应产物. 实验结果表明,在实验范围内,钎焊温度和保温时间对碳化硅陶瓷的连接强度均有峰值,四点弯曲强度最高达到342MPa,随着钎焊温度的升高,界面反应层厚度增加,连接强度提高,但过高的钎焊温度引起焊料的挥发而使连接强度下降. 焊料中的活性元素Ti与碳化硅发生反应在连接界面形成均匀致密的反应层,反应层厚度约1μm,XRD和EDX能谱分析结果表明反应产物是TiC和Ti₅Si₃.     

混料方式对氮化硅陶瓷力学性能和显微结构的影响

借助扫描电镜、透射电镜、高分辨电镜、能量分散X射线等分析手段,研究了无压烧结氮化硅陶瓷材料的力学性能和显微结构,着重比较了粉料混合方式对材料力学性能和显微结构的影响。研究结果表明:行星式球磨机强化球磨混料可以有效地改善陶瓷粉料的混和效果,使烧结助剂均匀分布,抑制了晶粒的异常长大,有利于均匀结构的形成,力学性能也有不同程度的提高,而采用普通球磨混料方式制备的材料在局部区域产生晶粒异常长大情况。强化球磨混料制备氮化硅陶瓷的弯曲强度高达1.06GPa,Rockwell硬度达92,Vickers硬度达14.2GPa,断裂韧性达6.6MPa·m1/2。     

固相烧结SiC陶瓷的非线性电学行为研究

固相烧结SiC(SSiC)陶瓷大多数用于结构陶瓷材料, 用于电子和电阻元器件的研究很少。实验以添加不同C含量的致密SSiC陶瓷材料为研究对象, 研究了添加不同C含量SSiC陶瓷的伏安特性、电阻率与电流密度的变化关系及电阻率与温度的变化关系。研究结果表明: SSiC陶瓷表现出明显的非线性电学特性, 其电阻率随着电流的增大而降低; 对于添加3wt% C含量的SSiC陶瓷, 当电场强度超过15.8 V/mm时, 晶界势垒被击穿; 对于添加6wt% C含量的SSiC陶瓷, 当电场强度超过70.7 V/mm时, 晶界势垒被击穿, 它们的电阻率将为晶粒所控制, 电阻率较小; 同时在电场强度1 V/mm条件下, SSiC陶瓷电阻率随着温度的升高而降低, 表现出很好热敏特性, 从常温的10⁶ Ω·cm变化为400℃的5 Ω·cm左右。     

减隔震装置橡胶支座的选择

对现有延性抗震理论和减隔震理论进行了分析,提出了延性设计与减隔震装置使用之间的关系,以使二者的作用能最大程度的发挥,从而达到非规则高架桥结构抗震体系理论上优化的目的。     

稀土铈离子掺杂镥铝石榴石光学透明闪烁陶瓷

首先简单介绍了国际上目前在闪烁透明陶瓷研究领域所涉及的材料体系、发展水平及存在的主要问题,然后重点介绍中国科学院上海硅酸盐研究所近年来在稀土铈离子掺杂镥铝石榴石(LuAG:Cze)透明闪烁陶瓷的制备、微观结构和光学性能等方面的研究结果。采用高温固相反应和共沉淀方法通过真空烧结工艺可制备透过率达77%的LuAG:Ce透明陶瓷。材料显微结构均匀,平均晶粒尺寸为10μm。在γ射线激发下、在国际上首次成功实现了闪烁输出,光产额为4818光子/MeV,为同样条件下测定的LuAG:Ce单晶的45%,锗酸铋(bismuth germanate,BGO)单晶的60%。最后,指出具有各向同性的立方材料体系、高质量粉体原料的制备以及降低光学散射损耗的有效方法是研制高质量光学透明陶瓷材料的关键因素。     

半导体集成电路用表面钝化膜的研究

对高性能高可靠性集成电路来说，表面钝化已成为不可缺少的工艺措施之一。本文分析了目前应用最广泛的几种无机表面钝化膜（SiO2,Al2O3和Si3N4)的特点，并指出氮化硅薄膜是半导体集成电路中最具应用前景的表面钝化材料，发展低温的热化学气相沉积（CVD）工艺来沉积氮化硅表面钝化膜是集成电路发展的必然趋势，而开发新的能满足低温沉积氮化硅薄膜的硅源，氮源前驱体是解决这一难题的有效方法，并对这些前驱体物质的设计原则进行了阐述。     

反应烧结工艺制备碳纳米管/氮化硅陶瓷基复合材料

用反应烧结工艺在1 550℃制备了碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)/Si3N4陶瓷基复合材料,借助X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、标量分析等分析手段,研究了反应烧结CNTs/Si3N4复合材料的物相组成、化学相容性、力学性能及电磁性能.结果表明:反应烧结CNTs/Si3N4复合材料主要由α-Si3N4和β-Si3N4组成,还含有少量的游离硅.CNTs和Si3N4基体之间具有良好的化学相容性.含有1.0%(质量分数)CNTs的反应烧结CNTs/Si3N4复合材料的抗弯强度为280 MPa,Vickers硬度为8.2 GPa,断裂韧性为2.3 MPa·m1/2,在8～12 GHz(X带)具有明显的微波衰减特性,在10 GHz处的最大衰减值达7 dB,可用作微波吸收材料.     

氮化硅粉体的行星式球磨工艺研究

主要研究了各种球磨工艺参数在行星式球磨过程中对粉料的粒度及形貌的影响。由于超细粉碎过程中特有的团聚现象，当颗粒尺寸达到极限值时，进一步延长球磨时间，反而使球磨的效果变差，降低球磨效率。通过对氮化硅粉体行星球磨过程的分析，研究了不同球磨工艺参数(如料球比、球磨转数、球磨时间等)对氮化硅粉料球磨效果的影响，从而优化行星球磨工艺参数。