凝胶注模Si3N4陶瓷的力学性能与显微结构

凝胶注模成型工艺是一种重要的原位凝固成型技术,它能有效地提高材料的可靠性以及降低复杂形状陶瓷部件的制造成本。本工作在Si     

自韧Si_3N_4的显微结构控制及其性能研究

选择等摩尔Y_3O_3—La_2O_3为添加剂,利用自韧技术和热压方法制备Si_3N_4陶瓷,在最佳的工艺条件下,室温断裂韧性和强度分别为11～12.5MPa.m~(1/2)和900～1000MPa;1350℃时为22～24MPa.m~(1/2)和720～780MPa,韦伯模量为18.4～24.5。这些性能居国内领先、国际先进水平。 掌握了工艺参数和添加剂量对显微结构和力学性能的影响规律及显微结构和力学性能的相互关系。确定了获得高性能自韧Si_3N_4陶瓷的最优工艺和成分。分析表明,β-Si_3N_4晶粒的平均直径为1μm、长径比为7.5左右并且均匀分布时,对提高性能有利。 通过致密化、α→β相变和β-Si_3N_4晶体生长过程分析及动力学计算,揭示了β-Si_3N_4晶体在在不同方向上的生长规律。 研究发现裂纹偏转是主要的增韧机制,β-Si_3N_4棒状晶的拔出,裂纹分支和桥接也对K_(IC)值有所贡献。观察到β-Si_3N_4晶粒在[001]方向存在大量的生长台阶和〔210〕方向上的生长螺线。发现了螺线生长机制。晶体生长缺陷如β-Si_3N_4晶粒异常长大、表面微裂纹及晶粒分支等使性能下降。 实验结果表明,自韧Si_3N_4的氧化符合抛物线规律。1350℃、100h后强度保持率为75％,氧化增重为0.64mg/cm~2。氧化后表面生成的粗大方石英、Y_2Si_2O_7及La_2Si_2O_7等导致裂纹而使强度下降。热震后     

自韧氮化硅陶瓷的研究进展

评述了自韧氮化硅的发展概况及研究现状，讨论了显微结构及力学性能的相互关系及其研究进展，指出了存在的问题及发展趋势。     

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。     

自韧化氮化硅陶瓷的研究与进展

本文阐述了近年来自韧化Ｓｉ３Ｎ４陶瓷技术的研究情况，对自韧化Ｓｉ３Ｎ４的生长机理、影响柱状Ｓｉ３Ｎ４生长的各种因素，以及自韧化Ｓｉ３Ｎ４的断裂韧性、强度、韦伯模数、Ｒ曲线行为、疲劳行为、蠕变行为、氧化行为、抗热震性和热导做了全面的分析和说明，提出了增韧的技术关键是控制柱状Ｓｉ３Ｎ４的尺寸与玻璃相的合理运用。     

Y,La氧化物添加剂自韧Si3N4的氧化行为及氧化对性能的影响

对１５Ｍｏｌ％复合添加剂自韧Ｓｉ３Ｎ４的氧化行为进行了研究。结果表明，在１３００－１３５０℃的温度范围内自韧Ｓｉ３Ｎ４的氧化符合抛物线氧化规律，根据实验结果计算出该温度下材料的活化能为８１７ＫＪ／Ｍｏｌ。氧化过程主要由晶界处添加剂离子和杂质离子的扩散过程控制。简要地分析了氧化后性能变化的原因。     

La—Y—Si3N4陶瓷的高温性能

研究了Ｌａ－Ｙ－Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的高温力学性能、氧化行为和抗热震性能。结果表明，晶界玻璃相对高温性能有重要影响，在室温￣１３５０℃的范围内，随温度升高，Ｓｉ３Ｎ４的抗弯强度降低，断裂韧性增加；在１３００￣１３５０℃的温度范围内，Ｓｉ３Ｎ４的氧化符合抛物线规律，氧化过程主要由晶界处添加剂离子和杂质离子的扩散过程控制，由于热应力导致裂纹的产生和扩展，使得热震后材料的性能降低。     

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。     

β-Si3N4粉末烧结及其显微结构形成

由β－Ｓｉ_３Ｎ_４粉末通过一定的工艺条件得到致密的氨化硅陶瓷,试样的显微结构为短柱状和等轴状颗粒交织排列而成的均匀结构．材料的烧结过程分为重排、晶形转变、晶粒生长三个阶段,随烧结时间增加,烧结试样的显微结构开始阶段变化很明显,２ｈ后结构比较稳定．温度升高有利于柱状颗粒长径比的提高,添加剂量的增加使显微结构粗化．     

含Y_2O_3－La_2O_3添加剂自增韧Si_3N_4的显微结构和性能

本文研究了Ｙ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３系统添加剂的加入量对自韧Ｓｉ３Ｎ４的显微结构和性能的影响规律。结果表明：在实验的添加剂量范围内，适量的添加剂能促使β－Ｓｉ３Ｎ４柱状晶生长，长径比增大，其强度和断裂韧性增加。     

Si_3N_4对PTC瓷料性能的影响

研究了 Si_3N_4掺杂 BaTiO_3基 PTC 瓷料的显微结构和性能。掺 Si_3N_4的瓷料中出现了大量特征的棒状晶体。Si 富集在棒状晶体中。与掺 SiO_2的瓷料比较,Si_3N_4掺杂的 PTC 瓷料显示了更多的优越性。     

晶界相预合成对 Si_3O_4 陶瓷显微结构和高温力学性能的影响

将 Si_3N_4原料预热处理以及预合成 Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3系的晶界相,两者按适当比例制得的坯体,经无压烧结得到相对密度>97%的 Si_3N_4烧结体。其高温抗弯强度达400MPa(1300℃下),比通常工艺(未经处理的)制得的强度相应提高约25%。用 SEM、TEM 对这种 Si_3N_4试样的显微结构进行了研究分析,解释了强度提高的原因。     

LCVD法沉积Si_3N_4薄膜微透镜的研究

介绍了一种利用激光化学气相沉积（LCVD）技术，在平面石英玻璃衬底上沉积平凸形Si3N4球面介质膜用作微透镜，包括LCVD的实验装置及其沉积工艺、实验结果表明，只要适当控制源气体的化学配比与浓度，调节激光功率与衬底上的聚焦激光光斑尺寸，选择适当的沉积时间，就可以获得不同直径、透明、表面光滑的Si3N4球面介质膜，用作微透镜。     

SiCl4氨解法制备高纯度的Si3N4粉的研究

本文研究了影响Ｓｉ３Ｎ４粉中杂质氧和氯的含量的因素和如何提高粉料的纯度。实验表明：原料ＳｉＣｌ４（液）和ＮＨ３（气）的纯度对粉料中杂质氧和氯的含量影响不大。制备粉料过程中，加热温度越高，加热时间越长，粉料中杂质氯的含量越低；不同的保护气氛对粉料中杂质氧和氯的含量的影响大，保护气氛为真空，得到的粉料质量很差，粉料中杂质氧和氯的含量均很高。在高纯Ｎ２气氛中制粉，得到的粉料其纯度亦很低，含氧量达４％￣６