Si3N4-SiC材料的氧化性能研究

通过对不同Si3N4含量、不同温度下Si3N4-SiC材料的氧化实验,分析氧化后的氧化增重率,得出Si3N4含量越高,材料氧化越严重;氧化温度越高,材料氧化越严重;且氧化增重率与氧化时间呈直线-抛物线规律。     

Si3N4-SiC材料的微观结构对性能影响的研究

利用硅直接氮化烧结工艺制备Si3N4-SiC材料试样,通过观察材料的微观结构,以及材料物理性能及力学性能的测试结果分析,得出材料的微观结构对其性能的影响。     

氮化制度对Si3N4-SiC复合材料性能的影响

详细地研究了氮化制度对Si3N4-SiC复合材料性能的影响,研究结果表明:经过单一的氮化高峰反应后,材料的力学性能、物相和显微结构均较差,而经过2个连续的氮化高峰的反应烧结能够得到较好的力学性能、物相和显微结构,继续通过高温后处理,复合材料的性能随反应时间的延长逐步提高.     

Si3N4-SiC陶瓷材料的抗铜侵蚀性能

采用坩埚法研究了Si3N4-SiC陶瓷材料在空气气氛中的抗铜侵蚀性能,侵蚀温度为1130 ℃,时间为25 h;选用铜熔炼用Si3N4-SiC陶瓷塞棒在工厂实际生产环境中进行氮气气氛中的抗铜侵蚀试验,试验温度为1130～1150 ℃,时间是400 h.试验完成后,用XRD分析坩埚试样侵蚀层的相组成,用扫描电子显微镜观察坩埚试样侵蚀层的显微结构.结果表明在氮气气氛中,铜熔体含氧量低,Si3N4-SiC材料具有优异的抗侵蚀性能.空气气氛中,铜熔体含氧量高,Si3N4-SiC材料的抗侵蚀性能差.这是由于铜熔体中存在大量的Cu2O,促使Si3N4快速氧化,生成SiO2、N2和Cu,SiO2熔入铜熔体中所致.     

氮化烧结制备Si3 N4 -SiC复相陶瓷

以酚醛树脂作为结合剂,以冷等静压方法成型制备氮化烧结Si3N4-SiC复相陶瓷,研究了结合剂对坯体强度和生成材料物相组成的影响。坯体强度随酚醛树脂含量增加而提高,最高强度达到23MPa,实现坯体可直接机械加工。经过氮化烧结,生成材料物相中含有SiC,含量达到7.1%～15.7%,并观察到细小的等轴颗粒αSi3N4、棒状晶粒βSi3N4以及少量针状和晶须状Si3N4。SiC颗粒与Si3N4结合在一起,被Si3N4包裹。Si3N4-SiC复相材料的生成机理:300～600℃,酚醛树脂发生裂解,形成单质C,残碳率为50%;1000～1100℃,C开始与Si发生固相反应,形成SiC;1100℃后,Si开始发生氮化反应,生成Si3N4。     

Si3N4结合SiC复合材料的抗高温腐蚀性

对Si3N4结合SiC复合陶瓷材料在高温条件下的抗氧化性和抗侵蚀性进行了研究,指出复合材料比单-SiC材料和Si3N4在空气条件下表现出良好的抗侵蚀性和抗氧化性。     

光伏废料制备Si3N4-SiC材料的抗氧化性和抗侵蚀性

将光伏废料经酸洗除杂后,与硅粉按85∶15的质量比配料,以聚乙二醇做结合剂,成型为10 mm×10 mm×20 mm的生坯后,在1380℃保温2 h氮化制成Si3N4-SiC材料,然后研究了该Si3N4-SiC材料的抗氧化性和抗侵蚀性。结果表明:1)制备的Si3N4-SiC材料在空气气氛中抗氧化性较好,主要是由于其氧化产物Si2N2O和SiO2填充气孔,促进烧结,提高了试样的致密度。2)在静态熔盐(Na3AlF6)中的抗侵蚀性能较好,主要是由于Na3AlF6渗入气孔中,使其显气孔率降低。3)在动态熔盐中的抗侵蚀性相对变差,主要是由于CO2气体的搅拌和对Si3N4、SiC的氧化二者共同作用的结果。     

SiC表面处理对Si3N4-SiC材料显微结构的影响

摘要在用反应烧结法制备Si3N4结合SiC复合材料时,如在反应前对SiC原料进行高温表面处理,可使SiC颗粒表面生成一层SiO2氧化层,该氧化层在高温、氮气气氛中会生成Si3N4颗粒或纤维,从而有效连接各SiC颗粒。     

Si加入量对Si3N4-SiC复合材料性能的影响

固定其他组分配比不变，仅改变配方中Si粉加入量即Si粉从10％增加到60％，经过准静态氮化法反应烧结制得Si3N4－SiC复合材料，并对其进行力学性能、XRD和SEM检测，实验结果显示：随着Si加入量的增加，复合材料的强度逐渐增大，而密度却呈现减小趋势，生成的Si3N4-中β-Si3N4含量增加，形成的网络结构的致密度也相应增大，但β－Si3N4晶粒减小。     

反应烧结温度对Si_3N_4-SiC材料性能的影响

以高纯绿SiC和Si粉为原料,用630 t摩擦压力机成型为600 mm ×400 mm×90 mm的坯体,经远红外干燥后,以城市煤气为燃料,在20 m3梭式窑中分别于1 420和1 500℃隔焰氮化烧成,对烧后Si3N4-SiC试样中心和边缘部位的理化性能(包括抗冰晶石侵蚀性能)和显微结构进行了检测和分析.结果表明:1)反应烧结Si3N4-SiC耐火材料中Si3N4的形成、分布和完全氮化等受诸多因素影响;要想使制品(尤其是尺寸较大的制品)的氮化比较完全,提高氮化烧成温度是非常有效的途经;2)制品中Si3N4分布不均匀:中心部位Si2N2O和游离si的含量均较边缘部位的高,显气孔率也比边缘部位高约1%～2%;3)随着温度的升高,不可避免地出现Si的迁移,从而导致最终制品中Si3N4的分布不均匀,但这是否会影响制品的使用性能,尚需进一步研究.     

Si3N4—SiC材料的生产与应用

本文通过氮化硅结合碳化硅窑具材料生产的介绍,阐述了生产工艺流程,生产工艺原理及生产技术,同时综述了氮化硅结合碳化硅窑具材料近几年在国内,欧洲及世界的使用情况,作了为现代窑具的替代产品,Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ具有较强的生命力。     

氮化硅结合碳化硅材料的制备及在冰晶石融盐中的腐蚀行为研究

制备了不同氮化硅含量的氮化硅结合碳化硅材料,研究了其在冰晶石融盐中的腐蚀行为.实验结果表明,低Si3N4含量(13%)的Si3N4-SiC材料具有良好的抗冰晶石融盐腐蚀的性能,使其做为铝电解槽内衬材料成为可能.     

Electromagnetic wave absorption properties of hot-pressed Si3N4-SiC ceramic nanocomposites

High-density Si₃N₄-SiC ceramic nanocomposites have exceptional mechanical properties, but little is known about their electromagnetic wave absorption (EMA) capabilities. In this paper, the effects of sintering temperature and starting material compositions on the dielectric and EMA properties of hot-pressed Si₃N₄-SiC ceramic nanocomposites were investigated. The real and imaginary permittivities of Si₃N₄-SiC ceramic nanocomposites increase with increasing sintering temperature or SiC content, particularly at the sintering temperature of 1850°C and SiC content of 50 wt.%. This is primarily due to the improvement of interfacial and defect polarizations, which is caused by the doping of nitrogen into the SiC nanocrystals during the solution-precipitation process. The real and imaginary permittivities of Si₃N₄-SiC ceramic nanocomposites show decreasing trends as sintering aid content increases. Si₃N₄-SiC ceramic composites have both good EMA and mechanical properties when they are sintered at 1850°C with 30 wt.% SiC and 5–8 wt.% sintering aids. The minimum reflection loss and maximum flexural strength reach -58 dB and 586 MPa, respectively. Materials with multilayered structural designs have both strong and broad EMA properties.     

硅铁含量对反应烧结Fe-Si_3N_4-SiC复合材料性能的影响

以碳化硅、氮化硅、硅铁粉为原料,以热固树脂为结合剂,用1 000 t压砖机机压成型制备了硅铁质量分数分别为0、6%、9%、12%和15%的Fe-Si3N4-SiC试样,研究了硅铁含量对Fe-Si3N4-SiC材料性能的影响。结果表明,经1 300℃氮气气氛下保温8 h制备得到Fe-Si3N4-SiC复合材料,其常温耐压强度和高温抗折强度均优于Si3N4-SiC材料。当硅铁质量分数为12%时,Fe-Si3N4-SiC材料综合性能最佳,而当硅铁质量分数为15%时,Fe的催化作用下降,硅铁合金的氮化程度降低,材料性能下降。     

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。     

Si_3N_4-SiC材料的生产与应用

本文通过对氨化硅结合碳化硅窑具材料生产的介绍,阐述了生产工艺流程、生产工艺原理,同时综述了氮化硅结合碳化硅窑具材料近几年在国内、欧洲及世界的使用情况。作为现代窑具的替代产品,Ｓｔ３Ｎ４－ＳｉＣ具有较强的生命力。