反应烧结制备AlON透明陶瓷

γ-AlON透明陶瓷具有优良的光学和力学性能, 可望代替蓝宝石单晶用做红外窗口和透明装甲. 采用反应烧结法制备AlON透明陶瓷, 探索了烧结助剂以及保温时间对AlON陶瓷致密化的影响. 通过X射线衍射和扫描电镜分析了陶瓷烧结体的物相及显微结构, 利用分光光度计测试了透明陶瓷的直线透过率. 结果表明: 和单掺的MgO或Y₂O₃相比, 以MgO和Y₂O₃共掺作为烧结助剂能够更好地促进AlON的致密化. 在保持Y₂O₃添加量为0.08wt%的情况下, 样品的透过率随着MgO添加量的增加而明显提高. 添加0.08 wt% Y₂O₃ +1wt% MgO作为烧结助剂的样品在1950℃保温12h后透过率(600nm处)达到约60%.     

碳化硅表面改性和光学镜面加工的研究现状

为了获得满足光学应用要求的碳化硅光学镜面, 通常采取碳化硅表面改性和改进光学镜面加工的方法. 碳化硅表面改性的主要方式是在碳化硅表面镀致密化涂层. 本文介绍了在碳化硅表面化学气相沉积碳化硅和物理气相沉积硅两种碳化硅表面改性技术, 并对碳化硅光学镜面加工的研究现状进行了综述.     

表面改性对氮化硅浆料固含量的影响

本文通过酸洗工艺对Ｓｉ_３Ｎ_４粉体进行了表面改性,并研究了表面改性对粉体胶体特性及其浆料流动性的影响．结果表明：酸洗处理之后悬浮粒子的等电点升高,ＸＰＳ表面分析表明这是粉体表面氧化程度降低的缘故．而且,由于酸洗处理有效地提高了粒子的Ｚｅｔａ电位,因而浆料的流动性明显得到改善,其最高固含量也由５０ｖｏｌ．％提高到５５ｖｏｌ．％,并制备出了固含量为５３ｖｏｌ．％的、适于浇注的Ｓｉ_３Ｎ_４浆料．     

常压烧结制备ZrB_2-SiC复相陶瓷材料

以溶胶凝胶法合成的亚微米级和市售微米级ZrB_2粉体为原料,B4C和Mo为烧结助剂,在氩气气氛下,常压烧结制得ZrB_2-SiC复相超高温陶瓷材料.研究结果表明,亚微米级ZrB_2超细粉体的加入对ZrB_2-SiC复相陶瓷的常压烧结致密化有一定的促进作用,但对材料性能的影响不太明显.当超细粉体占到粉体质量的30%时,材料的相对密度约为97%.复相材料的三点抗弯强度为(327±56) MPa,弹性模量为(365±30) GPa,维氏硬度和断裂韧性分别为(12.30±0.75) GPa和(3.39±0.35) MPa·m~(1/2).另外,从材料的SEM照片明显看出,在压痕棱角尖端出现裂纹分叉现象,同时在裂纹延伸过程中发生偏转,断裂模式多为穿晶断裂,较少为沿晶断裂.     

采用Ag-Cu-In-Ti焊料连接碳化硅陶瓷

采用四元Ag-Cu-In-Ti焊料成功地连接了常压烧结SiC陶瓷. 研究了钎焊温度和保温时间对碳化硅连接强度的影响, 同时通过EPMA和TEM分析连接界面的微观结构, 并且探讨了连接的原理. 试验结果表明, 在700～780℃试验温度范围内, 碳化硅的连接强度存在峰值, 最高四点弯曲强度达到了234MPa, 但是连接强度随着保温时间的增加呈现单调下降趋势. 接头微观结构由基体SiC、反应层和焊料三部分组成, 连续致密的反应层紧密连接基体和焊料, 反应层由带状层、TiC层和Ti5Si3层组成, 带状层宽度约20nm, 由Ag、In、Si和少量的Ti、Cu组成. 元素线扫描结果显示焊料中的活性元素Ti含量在反应层内形成峰值, 活性元素Ti与SiC发生反应生成新的反应层是连接的主要因素.     

残余相和烧结温度对碳化硅陶瓷抗混酸腐蚀特性的影响

本工作主要研究了残余相和晶粒尺寸对碳化硅的抗混酸(HF-HNO₃)腐蚀特性。通过不同的烧结方法(固相烧结、液相烧结、反应烧结)制备出残余相不同的碳化硅材料。结果表明: 与液相烧结碳化硅(LPS SiC)和反应烧结碳化硅(RB SiC)相比, 固相烧结碳化硅(SSiC)具有更好的腐蚀抗性, 这是由于残余相石墨的抗腐蚀性强, 以及残余相在材料中形成不能相互联通的岛状结构。通过调节碳化硅的烧结温度, 可以影响材料中的晶粒尺寸, 研究结果发现相同烧结温度下随着残余相含量的增加, 材料腐蚀失重线性增加, 对曲线进行线性拟合, 其Y轴截距的绝对值代表不含碳的试样在该烧结温度下的腐蚀失重。研究表明随着烧结温度由2100℃升高到2160℃, 晶粒尺寸由2 μm增加到6 μm。此时其Y轴截距的绝对值分别为9.22(2100℃), 5.81(2130℃), 0.29(2160℃), 表明晶粒尺寸的增加有利于提高材料的抗腐蚀能力。     

SiH_4-NH_3-N_2体系LPCVD氮化硅薄膜的生长动力学

以硅烷和氨气分别作为低压化学气相沉积(LPCVD)氮化硅(SiNx)薄膜的硅源和氮源,以高纯氮气为载气,在热壁型管式反应炉中,借助椭圆偏振仪和原子力显微镜,系统考察了工作压力、反应温度、气体原料组成等因素对SiNx薄膜沉积速率和表面形貌的影响。结果表明:SiNx薄膜的生长速率随着工作压力的增大单调增加,随着原料气中氨气与硅烷的流量之比的增大单调减小。随着反应温度的升高,沉积速率逐渐增加,在840℃附近达到最大,随后迅速降低。在适当的工艺条件下,制备的SiNx薄膜均匀、平整。较低的薄膜沉积速率有助于提高薄膜的均匀性,降低薄膜的表面粗糙度。     

氮化硅陶瓷直接凝固注模成型的凝固动力学

直接凝固注模成型是一种新的近净尺寸陶瓷成型工艺,它是通过可控反应速率的酶催化反应来实现浆料原位固化的,本文半悬浮体流变学与陶瓷浆料的成型工艺学有机结合,通过陶瓷浆料的动态驰豫实验,研究了Ｓｉ３Ｎ４浆料ＤＣＣ成型的凝固动力学。结果表明：“凝固时间”可以成功地描述瓷浆料的凝固过程,动态驰豫实验投资亿浆料的凝固动力学提供了一条简单可行的研究方法,在Ｓｉ３Ｎ４浆料ＤＣＣ成型工艺条件优化的基础上,制备出了气     

大功率固态照明用荧光陶瓷研究进展

固态照明具有功率大、亮度高、体积小、节能环保等优点, 已成为21世纪最有前景的照明技术。作为固态照明关键材料, 荧光材料的性能直接决定固态照明器件的显色指数、流明效率和可靠性等技术参数。相较于荧光单晶、荧光玻璃、荧光薄膜及量子阱, 荧光陶瓷因具有优异的热学和光学性质及微观结构易调控等特点, 被认为是综合性能最优的大功率固态照明用荧光材料。未来, 荧光陶瓷将在汽车大灯、户外照明、激光电视、激光影院等领域得到更广泛的应用和发展, 具有广阔的市场前景。本文探讨了大功率固态照明用荧光陶瓷的设计原则, 重点介绍了目前研究相对较多的氧化物荧光陶瓷(主要指钇铝石榴石结构)和氮(氧)化物荧光陶瓷的研究进展, 最后对大功率固态照明用荧光陶瓷的未来发展方向进行了展望。     

起始粉末相组成对氮化硅材料显微结构和力学性能的影响

研究了起始粉末中α／β相组成的变化对所得氮化硅材料显微结构和力学性能的影响。随着起始粉末中β相含量的增加,显微结构明显细化,柱状颗粒数目增加而尺寸减小,从具有异常长大太颗粒嵌套结构变为由小柱状颗粒组成的均匀结构。