原位生长β-Si_3N_4增强BAS基体复合材料

用溶胶 -凝胶法合成化学定比 BAS(Ba O- Al2 O3- 2 Si O2 )粉末 ,并用差热分析和 XRD法分析基相变过程、氧化锂对 BAS相变过程影响、晶种对 BAS相变过程的影响 ,考察了 BAS对氮化硅相变的影响以及加入晶种后对氮化硅相变的影响 .用热压氮气保护法制备了自生 β- Si3N4 增强 BAS的复合材料 ,并比较了其力学性能与 BAS的力学性能 .结果表明 ,纯 BAS相变产物是六方相 ,氧化锂与氟化物的加入 ,促进了 BAS单斜相的形成 ,BAS单斜晶种能有效地促进 BAS单斜相的形成 ;BAS能够促进氮化硅由 α- Si3N4 →β- Si3N4 的相变 ,β- Si3N4 能有效地提高 BAS微晶玻璃的强度和断裂韧性 ,分析了增强和增韧机理 .     

Si3N4陶瓷超塑性的研究进展

综述了氮化硅及其复相陶瓷超塑性的研究进展，论述了Si3N4及Sialon陶瓷的超塑性变形机理、微观特性和断裂特性。在Si3N4和Sialon陶瓷的超塑性变形中，α→Si3N4（β′-Sialon)的相变以及β-Si3N4（β′-Sialon)的长大和晶界玻璃相的析晶引起的纤维强化，将影响Si3N4陶瓷超塑性的流变特性。晶界玻璃相的重新分布使Si3N4的变形由牛顿流变向剪切增厚转变。变形中的孔洞损伤和裂纹尖端的氧化引起裂纹的扩展，导致Si3N4的延伸率降低。     

原位增韧β-Si3N4/α-Sialon复相陶瓷

通过XRD, SEM和力学性能测试研究了β-Si3N4/α-Sialon复相陶瓷热压烧结的致密化、相组成、力学性能和微观结构.结果表明,β-Si3N4/α-Sialon复相陶瓷综合了β-Si3N4和α-Sialon的力学性能,可通过改变起始粉末的组成,可以调整相组成及裁剪材料的力学性能.由于加入具有大的长径比的物相β-Si3N4,提高了材料的强度和韧性.     

Si3N4陶瓷超塑性的研究进展

综述了氮化硅及其复相陶瓷超塑性的研究进展论述了Si3N4及Sialon陶瓷的超塑性变形机理、微观特征和断裂特性在Si3N4和Sialon陶瓷的超塑性变形中,α→βSi3N4(β′Sialon)的相变以及βSi3N4(β′Sialon)的长大和晶界玻璃相的析晶引起的纤维强化,将影响Si3N4陶瓷超塑性的流变特性晶界玻璃相的重新分布使Si3N4的变形由牛顿流变向剪切增厚转变变形中的孔洞损伤和裂纹尖端的氧化引起裂纹的扩展,导致Si3N4的延伸率降低     

Si3N4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

不同类型碳化硅制备的BAS/SiC复合材料组织及力学性能的研究

采用放电等离子烧结(SPS)方法在1 800℃制备了不同类型碳化硅(Si C)的BAS/Si C陶瓷基复合材料.采用阿基米德排水法、XRD、SEM及三点弯曲等分析测试手段研究了复合材料的致密度、物相组成、显微结构及室温力学性能.实验结果表明,BAS能有效地促进复合材料的致密化.复合材料中没有发生β-Si C→α-Si C相的转变.Si C晶粒均匀地分散在连续的BAS晶相中,且与BAS之间结合紧密.与以α-Si C为原始粉体制备的复合材料的室温抗弯强度相比,β-Si C为原始粉体制备的复合材料的室温抗弯强度提高13.93%.     

自蔓延高温合成β—Si3N4棒晶

以MgSiN2作为生长助剂自蔓延高温合成β-Si2N4棒晶,并对其生长机理进行探讨.结果表明,添加少量MgSiN2以制备出高长径比β-Si2N4棒晶,而过多的MgSiN2不利于β-Si3N4棒晶生长.自蔓延燃烧过程中,MgSiN2与原料表面的氧化硅形成Mg-Si-O-N液相,促使β-Si2N4以气-液-固机理快速生长.     

低温烧结α/βSi_3N_4复相陶瓷及力学性能研究

以MgSiN2为烧结助剂,在1 600~1 750°C下,热压烧结制备α/βSi3N4复相陶瓷,并研究其力学性能与相组成及显微结构之间的关系。结果表明,显微硬度随α-Si3N4质量分数的增加而增加,α-Si3N4质量分数为60%时,显微硬度达到最大,随α-Si3N4质量分数继续增加,显微硬度变化很小,约为23 GPa。随着β-Si3N4质量分数的增加,断裂韧性先增加后又下降,抗弯强度先增加而后变化不大。     

氮气中C-Si系材料的高温变化过程

以9组不同配料比的炭黑和单质硅为原料压制成试样, 在氮气气氛下,分别于1350,1400,1450,1500,1550℃下烧结,获得5个不同温度点合成样品: 采用XRD分析技术研究试样的物相演变过程, 研究C-Si系原料在氮气气氛合成过程中的物相变化和反应动力学机制.试验结果表明:试样在氮气气氛下合成,最终物相为SiC,α-Si3N4和β-Si3N4,硅含量高时还存在Si2N2O相,石英相和方石英相作为中间产物出现:氮化硅不仅可由单质硅氮化生成,还可由SiO2,Si2N2O与C还原氮化生成,α-Si3N4先于β-Si3N4生成,且温度升高会向β相转化,温度高于1500℃时,Si3N4会与残余的C反应生成SiC:合成温度和配料比是影响C-Si系原料合成产物的重要动力学因素.     

细晶Si3N4/Al2O3复合陶瓷

用热压法制备了 Si3N4 / Al2 O3细晶复合陶瓷 ,研究了热压过程中出现的氧化、致密性、相变等现象 ,讨论了热压温度对材料的力学性能及相组成的影响。结果表明 ,热压 Si3N4 / Al2 O3复合陶瓷需在氮气保护下进行 ,热压温度保持在 130 0℃左右为佳 ,热压温度越高 ,致密度下降 ,晶粒明显粗化 ,力学性能下降 ,其下降原因与较高温度下莫来石的形成有关