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文檔簡介
1、為克服傳統(tǒng)高α-Si3N4陶瓷制品制備方法存在的成本高、產(chǎn)量低等問題,本文采用閃速燃燒氮化法合成的β-Si3N4為原料,氧化釔、氧化鋁和金屬鋁粉為燒結(jié)助劑,等靜壓成型,以常壓逆反應(yīng)燒結(jié)方法制備價格低廉,性能優(yōu)異的β-Si3N4陶瓷,大大擴展了Si3N4陶瓷的應(yīng)用范圍。 逆反應(yīng)燒結(jié)是根據(jù)過程機理提出的一個新概念,其中心思想是通過Si3N4的氧化反應(yīng),犧牲部分Si3N4,生成Si-Al-O-N結(jié)合相;關(guān)鍵是通過調(diào)節(jié)氧分壓來控制Si3
2、N4的氧化反應(yīng)過程,既避免過度氧化,又能形成活化燒結(jié)。 論文的主要研究內(nèi)容如下:利用熱力學(xué)分析討論常壓逆反應(yīng)燒結(jié)制備β-Si3N4陶瓷的可行性;比較了不同體系不同氧分壓條件下1550℃燒成的燒結(jié)制品性能,繼而確定了最佳的氧分壓條件和最佳的燒結(jié)體系;在此基礎(chǔ)上,研究了α-氧化鋁、氧化釔的加入量對材料燒結(jié)性能的影響;采用納米氧化鋁取代α-氧化鋁,于1600℃燒結(jié),研究了納米氧化鋁對材料燒結(jié)性能的影響;研究了1650℃燒成時,金屬Al
3、粉的加入量對材料燒結(jié)性能的影響;通過1550℃、1600℃、1650℃的燒成實驗,研究了燒結(jié)溫度對材料燒結(jié)性能影響。 研究結(jié)果表明: 弱氧化氣氛下采用常壓逆反應(yīng)燒結(jié)方法制備β-Si3N4陶瓷是實際可行的,當氧分壓為0.002MPa,氧化釔、氧化鋁和金屬Al粉復(fù)合加入時,試樣獲得良好燒結(jié);1550℃燒結(jié)時,α-氧化鋁的最佳加入量為w﹪=10,氧化釔的加入量越高,材料的性能越好;1600℃燒結(jié)時,納米氧化鋁對試樣的常溫耐壓強
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