氮化硅陶瓷的烧结致密化研究

研究了几个工艺因素对添加Y_2O_3,Al_2O_3的氮化硅陶瓷的烧结致密化的影响。结果表明:添加有少量硅粉的压块较不添加硅粉的同成分陶瓷易实现其致密化;烧结升温速度;α-Si_3N_4→β-Si_3N_4相变温度对致密化无明显影响;含有5％BN粉末的烧结填料能使陶瓷获得最高的致密度。制得了接近热压陶瓷密度的烧结陶瓷。     

稀土α′＋β′──sialon陶瓷烧结过程研究

本文用一个特殊膨胀仪对加稀土氧化物添加剂的α′＋β′──ｓｉａｌｏｎ陶瓷在高氮压烧结（ＧＰＳ）下的烧结行为进行了研究．结果表明，致密过程受添加剂种类和烧结温度的影响相当大，在１５００℃等温烧结时速度控制阶段为扩散阶段，且以Ｓｍ２Ｏ３为添加剂的陶瓷最易被致密．同时，对烧结中与烧结过程有关的显微结构特征亦进行了讨论．     

六方氮化硼及其纳米片在催化领域的研究进展

六方氮化硼(h-BN)具有优异的化学和热稳定性、良好的热传导性和很高的机械强度.除了上述性质,二维结构的六方氮化硼纳米片(BNNS)还表现出其他的优势(比表面积大、带隙宽度可调等),因此在一些关键领域有广泛的应用前景.本文对BNNS的制备及六方氮化硼(块体和纳米片)材料在催化领域的应用进行了评述与展望.     

烧结气氛对ZTM／SiC陶瓷致密化的影响

ＺＴＭ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料的致密化取决于烧结温度、烧结压力和烧结气氛。本文主要研究烧结气氛对ＺＴＭ／ＳｉＣ陶瓷致密化的影响。实验结果表明：该陶瓷不能在空气中实现常压烧结，而在气氛保护下实现了常压烧结致密化；中性或弱还原性气氛可该复合陶瓷的烧结温度，提高致密化速率，改善陶瓷材料性能，另，还从理论上分析了烧结气氛在该陶瓷致密化过程中的作用。     

石墨烯及二维六方氮化硼在LED散热中的应用

随着发光二极管的广泛应用,其散热问题日趋受到重视.针对发光二极管热导率影响其量子效率和产品寿命的问题,以具有高导热性能的石墨烯和二维六方氮化硼材料作为研究对象,综述了石墨烯和二维六方氮化硼在发光二极管电子器件散热领域中的一些重要的基础研究成果,并展望其在未来的应用前景.     

块状菱镁矿烧结中期液相烧结行为

采用高温电炉对块状菱镁矿进行煅烧,研究了菱镁矿试样在煅烧中期（1400-1600℃）液相对烧结性能的影响。结果表明,液相在晶体周围分布越均匀,润湿晶粒的表面积越广泛,晶粒的发育程度越好,方镁石结晶度越大;1400-1600℃致密化系数由23.51%增加到71.24%,在液相的作用下块状菱镁矿烧结中期可分为两个阶段进行：阶段1—烧结传质方式为流动传质,烧结激活能随温度升高而减小,致密化速率快速增加;阶段2—随着温度的升高,烧结传质方式为“溶解-沉淀”,颗粒对应面产生化学位梯度增加,液相传质速率增加,烧结激活能降低,颗粒迅速致密化。揭示了块状菱镁矿液相烧结阶段的机理,为实际生产提供理论数据。     

TiB-TiB_2陶瓷复合材料的放电等离子烧结致密化

通过放电等离子烧结技术制备了新型的TiB-TiB2陶瓷复合材料,测试了复合材料的微观组织和力学性能,研究了复合材料微观组织的演化规律,揭示了复合材料的放电等离子烧结致密化机理.烧结前期,通过放电效应使Ti发生高温溅射,在TiB2颗粒间形成流线型丝状连接;随着温度的升高,TiB2颗粒与熔融的钛金属之间发生化学反应,生成的TiB呈棒状生长;烧结后期,随着烧结温度的提高,在焦耳热效应和烧结压力的共同作用下,塑性变形和固相扩散成为主要烧结机制,使复合材料迅速达到致密.     

稀土氧化物对无压烧结ZrO2陶瓷致密度的影响

文章对ZrO2基复合陶瓷(5.4Y-ZrO2-6AL2O3)无压烧结进行了研究,探讨了添加剂的种类、工艺参数等因素与材料致密度的关系.通过实验及XRD分析表明,添加的稀土氧化物与ZrO2形成了固溶体,造成晶格畸变,同时产生了氧空位,起到了活化烧结提高材料致密度的作用.在加入添加剂Ce6O11为2%时,于1 650 ℃烧结温度下保温2 h,可得到相对密度为95%的ZrO2基复合陶瓷.     

液相烧结SiC陶瓷的微观结构

采用Al2O3、Y2O3为助烧剂,液相烧结获得了致密的α－SiC和β－SiC陶瓷,并研究了SiC了烧结体的物相组成和微观结构。实验结果表明,Al2O3,Y2O3原位形成了YAG,材料以液相烧结机制致密化,α－SiC通过溶解和再析出机制,促进晶体生长,并形成“Core/Shell”结构,物相分析表明,β－SiC陶瓷粉末在烧结过程中发生β→a的相变,微观结构观察显示,β-SiC陶瓷中生成了长柱状晶粒。     

氧化铝／碳化钛复合材料的无压烧结

以γ－Ａｌ２Ｏ３活性碳，刚玉砂和石墨粉为埋粉，在由液ＮＨ３分解产生的Ｎ２和Ｈ２气氛中，采用无压烧结方法制备了氧化铝／碳化钛复合材料，研究了埋粉成分，升温速度等烧结性能的影响，实验结果表明，无压烧结产品的显微结构和机械性能上与热压产品比较没有明显的差异。     

负偏压对六方氮化硼薄膜沉积特性的影响

利用射频磁控溅射法在n型Si(100)衬底上沉积六方氮化硼薄膜(h-BN),采用AFM、Raman、XPS、FTIR等技术研究负偏压对所沉积薄膜生长模式、结构、表面粗糙度、薄膜取向、相变等特性的影响。结果表明,当负偏压为0V时,沉积所得h-BN薄膜表面粗糙度较低、结晶性良好、c轴垂直于衬底且以层状模式生长;随着负偏压的增加,薄膜由层状模式生长转变为岛状模式生长,表面粗糙度增加,且h-BN经亚稳相E-BN和wBN向c-BN转变,使得BN薄膜相系统更加混乱,不利于高质量层状h-BN薄膜的获取。     

Sialon陶瓷的常压烧结

在Si3N4,Al2O3,AlN和Y2O3混合料常压烧结过程中,由于过程反应生成SiO,CO,N2等气相物质和由于Si3N4原料在高温常压下分解压高,从而常压烧结致密化过程始终伴随着一个失重的塑致密化过程．为了解决这一问题,作者研究了填料成分、烧结温度、烧结时间等工艺条件对Sialon陶瓷常压烧结密度的影响,分析了烧结过程的物理化学机制和致密化机制．4种填料分别为Si3N4,Si3N4+SiO2,Si3N4+Al2O3+AlN和Si3N4+Al2O3+AlN+BN．被烧料典型配方为Si3N465%～70%,Al2O320%～25%,AlN10%,另加6%Y2O3．当填料成分为70%Si3N4+24%Al2O3+3%AlN+3%BN时,制得了相对密度达99%,抗弯强度达612.2MPa的常压烧结Sialon陶瓷．研究结果表明对于通式为Si6-ZAlZOZN8-Z的Sialon陶瓷,当Z=2时,其最佳烧结温度为1750℃,烧结时间为40min;Sialon的烧结过程是1个多因素控制的瞬时液相烧结过程．     

Fabrication of silicon nitride／boron nitride nanocomposite powder

Si3N4/BN nanocomposite powders with the microstructure of the micro-sized α-Si3N4 particles coated with nano-sized BN particles were synthesized via the chemical reaction boric acid,urea,and α- Si3N4 powder in a hydrogen gas.The results of XRD,TEM,and selected area electron diffraction showed that amorphous BN and a little amount of turbostratic BN(t-BN) were coated on Si3N4 particles as the second phase after reaction at 1100℃.After re-heating the composite powders at 1450℃ in a nitrogen gas,the amorphous and turbostratic BN is transformed into h-BN.These nanocomposite powders can be used to prepare Si3N4/BN ceramic composites by hot-pressing at 1800℃,which have perfect machinability and can be drilled with normal metal tools.     

Structure and stability of boron nitride cages

The structure and energy of boron nitrides,(BN)n (n=10-41), have been investigated theoretically. The most stable cages have been constructed on the basis of a simple design principle, and the predicated stability has been validated at the B3LYP/6-31G^* level of theory. Among these,the Th symmetrical (BN)12 cluster has been confirmed to be the most stable cage on the basis of the calculated disproportation energy and binding energy per BN unit.     

脉冲等离子体气相合成氮化硼的研究

以Ｂ２Ｏ３粉扩ＮＨ３为原料，用脉冲等离子体反应器合成ＢＮ，所得产品经Ｘ射线衍射，红外光谱分析表明，产品中除含六方氮化硼外，还含有少量立方氮化硼，生产工艺简单。     

二氧化锆及其复相氮化硅陶瓷

分析了二氧化锆的性质及氧空性对二氧化锆相变的影响，讨论了二氧化锆韧化氮化硅陶瓷的影响因素，提出了二氧化锆韧化氮化硅陶瓷时避免氮化锆生成、促进复相氮化硅陶瓷烧结的途径。     

Electrical properties of sulfur-implanted cubic boron nitride thin films

Cubic boron nitride(c-BN)thin films were deposited on Si substrates by applying ion beam assisted deposition and then doped by S ion implantation.To produce a uniform depth profile of S ions in c-BN films,the implantation was carried out for the multiple energies.A slight degradation of c-BN crystallinity resulted from ion implantation can be recovered by thermal annealing,keeping the cubic phase content as high as 92%.The resistance reduces from 1010X for the as-deposited c-BN film to 108X after an S implantation of 5 9 1014ions cm-2and annealing at 1,173 K,suggesting an electrical doping effect of S dopant.The electrical resistance of the S-doped c-BN thin film decreases with increasing temperature,indicating semiconductor characteristics.The activation energy of S dopant is estimated to be 0.28±0.01 eV from the temperature dependence of resistance.     

B_4C粉末的气流粉碎及烧结

采用气流粉碎对B4C粗粉 (比表面积为 0 5 2m2 g,中位粒度为 2 0 4μm)进行粉碎实验 ,研究了气流粉碎次数对粉末性能、压坯密度和烧结密度的影响及成形压力和烧结温度对B4C烧结密度的影响 .研究结果表明 :当粉碎次数达到 3次后 ,可获得中位粒度小于 1μm的B4C超细粉末 ;经过 4次气流粉碎的B4C超细粉末 ,其比表面积为2 5 3m2 g ,中位粒度为 0 5 6 μm ;该粉末于 2 2 5 0℃无压烧结 1h ,其烧结密度为 2 0 7g cm3 ,达到理论密度的82 .5 % ,平均晶粒粒度为 5 0 μm .可见 ,气流粉碎能改善B4C的烧结性 .