氮化硅復相陶瓷材料的制備與性能研究.pdf

1、本論文以氮化硅在天線罩材料上的應用為背景,研究了堇青石和鋰輝石作為燒結助劑在氮化硅材料燒結過程的作用,探討了燒結機理.通過材料力學性能和介電性能的表征,證明復合燒結助劑更有利于促進材料低溫燒結. 分別通過Sol-gel 法和固相法,在1250℃燒結制備得到堇青石粉體.將按照3:7的比例混合的堇青石和氮化硅復合粉體成型、燒結. 在1350℃到1515℃的燒結溫度范圍獲得結構富含大量微孔的復相陶瓷材料.材料主晶相為Si<,2

2、>N<,2>O,經研究認為是Si<,3>N<,4>、SiO<,2>、Si<,2>N<,2>O在高溫綜合作用的結果.Sol-gel法堇青石作為燒結助劑的樣品在燒成過程中以蒸發(fā)一凝聚傳質為主,抗彎強度很低.而固相法堇青石作為燒結助劑的樣品以溶解-沉淀為主要傳質機理,在1490℃燒成后保持了一定的強度(147.09MPa),同時可以獲得較好的介電性能(e=5.174,tgδ=1.340×10<'-2>). 在研究堇青石的基礎上,通過S

3、ol-gel法和固相法,在1200℃煅燒,制備得到鋰輝石粉體.按照不同的比例混合堇青石和鋰輝石為復合燒結助劑,與氮化硅復合粉體混合、成型、燒結.Sol-gel法鋰輝石作為燒結助劑沒有對材料介電性能產生明顯改善,燒結后的樣品抗彎強度很低.固相法鋰輝石與堇青石作為復合助劑的材料經燒結后比堇青石單一助劑更加明顯的降低了材料燒結溫度,燒結后強度明顯提高.但是燒結溫度繼續(xù)升高會引起強度的下降,證明鋰輝石一方面可以降低燒結溫度,實現(xiàn)較致密的燒結；另