低溫常壓活化逆反應(yīng)燒結(jié)β—Si-,3-N-,4-陶瓷的性能與結(jié)構(gòu)研究.pdf

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