Si_3N_4陶瓷的显微结构与阻力行为

测定了 2种不同显微结构的Si3N4 材料的阻力行为 ,并对裂纹扩展过程中的裂尖尾区闭合应力进行了估算 .研究发现 :Si3N4 陶瓷的显微结构与阻力行为密切相关 ,长柱状 β Si3N4 的R曲线较陡 ,而 β/α双相陶瓷的R曲线较为平缓 .同时 ,显微结构不同 ,裂纹尖端闭合应力也不同 ,因而会产生不同的R曲线 .     

Si_3N_4-CrN_x-Ag-NiCrN_x-Si_3N_4复合涂层的光热特性

采用磁控溅射法在浮法玻璃基体上制备Si3N4-CrNx-Ag-NiCrNx-Si3N4复合玻璃涂层(简称:SAN Low-E玻璃),并与浮法玻璃和传统Low-E玻璃进行比较,研究了其光热特性。结果表明:SAN Low-E玻璃能反射大量红外线,降低可见光和紫外线的透过,具有良好的隔热性能;经过700℃热处理后,其光热特性和膜结构没有变化,优于浮法玻璃和传统的Low-E玻璃。     

Si_3N_4和Si_3N_4/SiO_2驻极体薄膜的化学表面修正

采用补偿法对六甲基二硅胺烷 (hexamethyedisilane ,HMDS)和二氯二甲基硅烷 (dichlorodimethsiliane ,DCDMS)化学表面修正恒压电晕充电硅基氮化硅 (Si3N4)薄膜驻极体及氮化硅 /二氧化硅 (Si3N4/SiO2 )薄膜驻极体的电荷储存稳定性进行了比较性的研究 .实验结果表明 ,经过化学表面修正后 ,驻极体薄膜在高湿环境中的电荷储存稳定性显著提高 ;在低于 2 0 0℃时 ,HMDS和DCDMS化学表面修正的效果相当 ;DCDMS化学表面处理具有较高的耐热性 .     

低应力Si_3N_4介质膜的制备工艺优化

低应力Si3N4介质膜对于制作微结构传感器是非常重要的。本文通过采用正交试验设计,优化出Si3N4介质膜制备的低应力工艺参数,并给出了Si3N4薄膜应力的测试方法和测试结果。     

Si_3N_4结合的SiC质砖衬的蚀损行为

系统地研究了 Si_2N_4 结合的 SiC 质砖衬在高炉冶炼环境中的氧化特征及其碱蚀行为,初步探讨了高炉用 SiC 砖衬的蚀损机理。结果表明;氧化→碱蚀→剥落或熔蚀是高炉用 SiC 砖蚀损的基本过程。传中杂质将使砖衬产生“溶洞”现象,热应力将导致砖衬工作面形成龟裂。“熔洞”和龟裂直接破坏了砖衬工作面的完整性,结果将诱发和加速 SiC 砖衬的蚀损。     

新型高温结构材料的应用—Si_3N_4引擎

以新型高温结构材料——高温陶瓷代替金属制造引擎,是目前国外竞相研究的新课题。本文从提高效率节约能源的角度出发,以氮化硅(Si_3N_4)引擎为例,介绍了其特点、制造方法及国外研制情况。     

Si_3N_4/TiN纳米多层膜的超硬效应

采用磁控反应溅射工艺制备了Si3N4/TiN陶瓷纳米多层膜,运用X射线衍射、透射电镜和显微硬度仪等对纳米多层膜的微结构、应力状态和硬度进行测试.研究结果表明,Si3N4/TiN多层膜中,Si3N4层为非晶态,TiN层为晶态.Si3N4/TiN多层膜的显微硬度既受调制周期Λ的影响,同时又与调制比有关.当调制比lSi3N4/lTiN=3和调制周期Λ=12.0nm左右时,多层膜的显微硬度达到最大值,其数值比用混合法则计算的值高40%以上.根据实验结果,还提出了该体系出现超硬效应的机制     

Si_3N_4-SiC纳米复合陶瓷材料的研究

用粒度为 ５０～７０ ｎｍ的纳米级 ＳｉＣ粉体与微米级的 Ｓｉ３Ｎ４粉体复合来制备 Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料，对纳米ＳｉＣ含量不同的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料的微观组织结构与性能的关系进行了研究。结果表明：纳米ＳｉＣ质量分数为１０％时，经热压烧结法制备的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料的抗弯强度为 ８４４ ＭＰａ，断裂韧性为 ９． ７ ＭＰａ· ｍ１／２。微观组织结构的研究还表明，纳米ＳｉＣ的不同含量影响着基体Ｓｉ３Ｎ４的晶粒形貌，从而决定了复合材料的性能。探讨了纳米级ＳｉＣ在基体中的形态、分布及其对基体强化增韧的新机制。     

TiB_2/Si_3N_4纳米多层膜的制备及其结构和性能分析

利用超高真空离子束辅助沉积(IBAD)系统,在225℃条件下,制备一系列TiB2/Si3N4纳米多层膜,通过X射线衍射(XRD)仪、表面轮廓仪、原子力显微镜(AFM)和纳米力学测试系统分析该体系合成中调制比对多层膜结构和机械性能的影响.结果表明:一定条件下制备的多层膜其纳米硬度值高于两种个体材料混合相的硬度值;当调制比为15∶1,调制周期为(13±1)nm时,结晶出现多元化,多层膜体系的硬度、应力、弹性模量和膜基结合性能均达到最佳.多层膜机械性能的明显改善与其多层结构和多晶结构存在直接联系.实验证明通过选择合适的个体层材料、厚度以及调制比等条件,制备具有高硬度、低应力和良好膜基结合力的纳米多层膜是可以实现的.     

Si_3N_4陶瓷的凝胶注成型工艺

研究了微米级Si3N4 粉的凝胶注成型工艺 ,系统地分析了引发剂、单体及交联剂等对坯体性能的影响 .研究结果表明 ,当引发剂 (APS)的质量分数w(APS)达到 2 % ,单体与交联剂质量分数的比值在 10 %～ 30 % ,且溶液中有机单体的质量分数w(T)为 2 0 %时 ,坯体性能最佳 ,其强度最高可达 4 0MPa .否则 ,坯体内部的有机网络不均匀 ,将导致坯体性能的下降 .     

用铝合金中间层连接Si_3N_4和低碳钢

利用Thermorestor-W焊接热模拟试验机,采用适当的焊接参数和工艺,能够用铝合金中间层固相扩散连接Si_3N_4和低碳钢。在连接温度下,铝合金Si_3N_4进入孔洞中形成机械连接,而铝合金与Si_3N_4连接的主要机理是铝与Si_3N_4发生固相反应生成AlN。当温度大于530℃时,铝合金/Si_3N_4界面Al,Si扩散层厚度基本上不随温度升高而变化。Si_3N_4/铝合金/低碳钢接头的剪切强度取决于铝合金/钢界面强度,且随扩散连接温度上升而增加。     

SiC_p－Si_3N_4基复合材料及其力学性能

研究了ＳｉＣ片晶（ＳｉＣｐ）强化Ｓｉ３Ｎ４基复合材料及其力学性能和增韧机理。研究结果表明，加入ＳｉＣｐ使Ｓｉ３Ｎ４材料的强度明显提高，并在ＳｉＣｐ含量（ＳｉＣｐ）＝０．２０（ＳｉＣｐ的体积分数）时有一峰值，ＳｉＣｐ加入量进一步增加使强度有较大降低。ＳＥＭ观察表明，裂纹偏转、片晶桥接是主要增韧机理，片晶拔出、基体细化等亦对断裂韧性的增加作出贡献，其作用与晶须增韧的机理相似。     

Morphology of α-Si_3N_4 in Fe–Si_3N_4 prepared via flash combustion

The state and formation mechanism of α-Si3N4 in Fe–Si3N4 prepared by flash combustion were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. The results indicate that α-Si3N4 crystals exist only in the Fe–Si3N4 dense areas. When FeS i75 particles react with N2, which generates substantial heat, a large number of Si solid particles evaporate. The product between Si gas and N2 is a mixture of α-Si3N4 and β-Si3N4. At the later stage of the flash combustion process, α-Si3N4 crystals dissolve and reprecipitate as β-Si3N4 and the β-Si3N4 crystals grow outward from the dense areas in the product pool. As the temperature decreases, the α-Si3N4 crystals cool before transforming into β-Si3N4 crystals in the dense areas of Fe–Si3N4. The phase composition of flash-combustion-synthesized Fe–Si3N4 is controllable through manipulation of the gas-phase reaction in the early stage and the α→β transformation in the later stage.     

Si_3N_4-AlN新型陶瓷薄膜及其特性

我们用直流反应溅射沉积Si_3N_4-ALN陶瓷薄膜,红外吸收光谱证明膜中含有Si-N键和Al-N键。x射线衍射证明在300℃低温下沉积的薄膜是非晶膜。此外,我们还测量了硬度、结合力、膜的应力、电阻率和光收率等,实验表明Si_SN_4-ALN膜具有高的硬度和结合力,优良的机械、光、电特性。     

Si_3N_4/SiC_p复相陶瓷材料的研究进展

综述了ＳｉＣ颗粒弥散强化Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷材料的研究近况,根据Ｓｉ３Ｎ４和ＳｉＣ的不同烧结机理对Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料烧结机理以及ＳｉＣｐ的掺入对材料可烧结性的影响进行了理论上的探讨将ＳｉＣｐ粒子的尺寸对Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料显微结构和力学性能的影响与材料可烧结性之间的关系进行了分析通过比较热压Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料和Ｓｉ３Ｎ４／纳米ＳｉＣｐ复相陶瓷材料中ＳｉＣｐ含量对材料显微结构和力学性能的影响,对ＳｉＣｐ弥散强化Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷材料的强化效果和强化机理进行了初步的分析     

Si_3N_4／钢钎接过程的参数分析

通过对Ｓｉ３Ｎ４／钢多组针焊实验的比较分析，讨论了影响接头强度的主要因素，提出了在本实验条件下，几个重要工艺参数的理想取值范围．并研究了接头型式对接头强度的影响．     

Si_3N_4─SiC耐火材料的碱蚀动力学

对Ｓｉ３Ｎ４结合的ＳｉＣ的抗碱蚀机理进行了动力学实验研究．结果表明，其碱蚀过程受化学与扩散混合控制；碱蚀增重及残余强度与碱蚀时间呈１／２次幂函数规律变化，与温度分别呈线性和二次幂函数规律变化．而其碱蚀增重速率及残余强度变化速率均与时间呈－１／２次幂函数规律变化     

Si_3N_4／钢钎接时热应力缓和问题研究

通过碳钢与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷钎接后残余应力的分析，论述了应力缓和材料的选择原则。对各类材料热物理性能进行了分析比较，选出一些能实际应用的应力缓和材料，通过钎焊实验，证实采用适当的接头形式能有效地防止钎焊裂纹的出现，提高了钎接接头的强度。     

Si_3N_4结合的SiC耐火材料的表面氧化处理

对 Si_3N_4 结合的 SiC 耐火材料进行了表面氧化技术的探索。研究表明:Si_3N_4 的氧化趋势大于 SiC;适当地表面氧化处理,能使材料强度得到提高,但氧化时间过长,可能引起材料表面损伤;在一定条件下,材料气孔率愈大,强度提高愈显著;给出了该材料合理的配方和进行表面氧化处理应注意的问题。     

Si_3N_4对两步热压Y-α-sialon陶瓷结构与性能的影响

为研究Si_3N_4粉末对陶瓷相组成、微观结构、光学性能以及力学性能的影响,采用两步热压烧结方法分别以UBE和Starck两个公司生产的Si_3N_4粉末为原料制备了设计成分为Y_(0.4)Si_(9.8)Al_(2.2)O_(1.0)N_(15)的α-sialon陶瓷.实验结果表明:UBE生产的Si_3N_4粉末有利于制备相组成为单相α-sialon、以等轴晶为主、晶粒整体发育良好且分布较均齐的Y-α-sialon陶瓷,与以Starck生产的Si_3N_4为原料制备的陶瓷相比,该陶瓷光学透过率较高;以Starck生产的Si_3N_4粉末制备的sialon陶瓷中除主相α-sialon外,还存在少量β-sialon和Si,细小及粗大晶粒共存,与以UBE生产的Si_3N_4为原料制备的陶瓷相比,该陶瓷硬度较高,但断裂韧性稍差.