Cam-Clay 模型在 Si_3N_4 陶瓷粉末冷压分析中的应用

分析了Ｓｉ３Ｎ４陶瓷粉末在冷等静压（ＣＩＰ）和模压下的材料致密化特性，讨论了常用的Ｓｈｉｍａ模型的计算结果，与文献中的实验数据对比表明：Ｓｈｉｍａ模型不能给出理想的分析结果，且材料性能数据的选取颇有争议．而岩石力学中的ＣａｍＣｌａｙ模型的计算结果却与实验数据相当吻合，这为Ｓｉ３Ｎ４陶瓷粉末的冷压分析提供了理论基础．     

超高压烧结Si3N4陶瓷X射线衍射分析

对采用超高压烧结工艺,在不同烧结温度（保温时间均为２４０ｓ）下制作的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷,用Ｘ射线衍射仪对其相结构变化进行了分析研究,发现超高压烧结的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷可以在较低温度下瞬间完成从α相向β相的转变过程．     

Si3N4陶瓷的特性制备及应用

综合了Si3N4陶瓷的特性，晶体结构、粉末的制备、烧结技术以及应用，并重点介绍了影响其显微结构力学性能的因素，最后提出了目前存在的问题和需考虑的方向。     

纳米Si3N4对反应烧结Si3N4结合SiC材料的影响

利用反应烧结机制 ,在 14 5 0℃制备了 Si3N4结合 Si C材料 ,研究表明 ,在引入微量纳米 Si3N4粉后 ,材料的力学性能得到明显提高 ,材料的组织也更加致密和均匀。通过 X-ary、扫描电镜等技术手段分析表明 ,由于纳米 Si3N4粉的高表面能、高活性以及颗粒小等特点 ,加大了反应生成的 Si3N4在纳米 Si3N4上沉积的几率 ,增大了氮化率 ,效果显著     

Si3N4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。     

原位生成法半固态连接Si3N4复相陶瓷的接头组织

为探索陶瓷材料的有效连接途径,提出一种原位生成增强颗粒的半固态钎焊陶瓷材料方法。采用自制钎料对Si3N4复相陶瓷进行钎焊试验。采取分步焊接的方法,在1023K下使钎缝内生成一定数量的AlCu2Ti金属间化合物,然后在1173K下对陶瓷材料进行半固态连接。显微观察表明:钎缝组织由低熔点的钎料基体和高熔点的金属间化合物组成,金属间化合物均匀分布在钎料基体中,有利于改善接头性能,降低接头的热膨胀不均匀性。     

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     

添加TiC对纳米Si3N4陶瓷热震行为的影响

采用热压烧结法制备含不同质量分数TiC的纳米Si3N4陶瓷材料,研究TiC的添加对其力学性能与热震行为的影响.研究发现适量TiC颗粒的添加提高了纳米Si3N4陶瓷的力学性能,最佳添加量为10%;强度和韧性的提高以及裂纹偏转的存在使纳米Si3N4陶瓷的热震临界温差和热震循环疲劳性能得到改善.     

一种新型非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷连接界面的研究

采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究了钎焊工艺参数对连接界面产物的影响。结果表明,在本文试验条件下,钎焊工艺参数对接头强度的影响主要是由于影响反应层厚度所导致;通过SEM,EDX等微观分析手段,研究了钎焊界面的微观结构,得出界面反应层由两部分组成,接头界面微观结构为Si3N4/TiN/Ti-Si,Zr-Si化合物/钎缝中心。     

磨粒粒径对Si3N4结构陶瓷冲蚀磨损性能的影响

以冲蚀磨损工况下的典型应用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,采用转盘式液-固双相流试验机研究了不同SiC磨粒粒径对Si3N4结构陶瓷抗冲蚀磨损性能的影响,分析了试验材料冲蚀磨损的微观失效机制.研究结果表明:在各种粒径磨粒的冲蚀磨损条件下,Cr15Mo3铸铁的冲蚀磨损率都比Si3N4结构陶瓷的高,Si3N4结构陶瓷的抗冲蚀磨损能力是Cr15Mo3铸铁的20倍左右;粗颗粒磨料冲蚀条件下试验材料的体积损失比细颗粒磨料冲蚀条件下的大,即磨粒越粗冲蚀磨损越严重;在微观上,Cr15Mo3的腐蚀坑、冲蚀坑多,基体材料冲刷磨损严重,W型失效形貌明显,而Si3N4结构陶瓷的冲蚀磨损面比较光滑,材料失效主要是晶界粘结相失去多所致;结构致密、晶粒细小并有细小柱状晶的存在等是Si3N4结构陶瓷抗冲蚀磨损性能优异的主要原因.     

Si3N4-MgO-CeO2陶瓷烧结过程中的致密化与相变

氮化硅陶瓷有极大的应用潜力,但由于其强共价键,很难烧结致密化。采用了一种新的ＭｇＯ－ＣｅＯ２复合烧结助剂,利用Ｘ射线衍射、透射电镜等手段研究了ＭｇＯ－ＣｅＯ２复合烧结助剂对氮化硅陶瓷致密化和相变过程的影响,结果发现对Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２陶瓷,在１４５０℃就会有大量液相出现,１５００～１５５０℃为快速致密化阶段,而α－Ｓｉ３Ｎ４→β－Ｓｉ３Ｎ４相变主要发生在１５５０～１６００℃,相变过程滞后于致密化过程。常压烧结Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２陶瓷,强度达９４８ＭＰａ,因此,ＭｇＯ－ＣｅＯ２是一种非常有效的氮化硅的烧结助剂。     

Si3N4与Si3N4-hBN陶瓷配副在水润滑下的摩擦化学行为

利用MMU-5G销-盘式端面磨损试验机考察了蒸馏水润滑条件下Si3N4-hBN(六方氮化硼)复合陶瓷与Si3N4陶瓷配副时的摩擦磨损性能,并分别采用扫描电子显微镜、激光扫描显微镜、X光电子能谱和X射线能谱分析了摩擦面的形貌和物质组成.结果表明:在滴定法水润滑条件下,Si3N4-hBN/Si3N4配副的摩擦因数随hBN含量的增加而显著降低,当hBN体积分数为20%时,摩擦因数降至0.01,Si3N4-hBN的磨损率接近0;在浸入法水润滑条件下,Si3N4-hBN/Si3N4配副的摩擦因数均降至0.01.在滴定法水润滑条件下,磨屑不易被水带走,当Si3N4-hBN与Si3N4配副摩擦时,由于Si3N4-hBN摩擦面上hBN偏聚区域发生脆性断裂和剥落而形成剥落坑,磨屑在剥落坑中堆积并氧化、水解,反应产物富集于剥落坑中,进而在摩擦表面形成含B2O3和SiO2的摩擦化学反应膜,从而保护了Si3N4-hBN和Si3N4摩擦面,使其变得光滑,为发生流体润滑提供了条件.     

Si3N4/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、航向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多层腹中,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＾的影响,同时又与调制比有关,当调制比ｌｓｉ３Ｎ４／ｌＴｉＮ＝３和调制周期＾＝１２．０ｎｍ左右时,多层膜的显微硬度达到最大值,其数     

氮化硅陶瓷表面的融盐热还原反应法锆金属化的研究

以Al粉、K2ZrF6为原料，在KCl LiCl的融盐介质中，利用高温融盐热还原法在氮化硅陶瓷基体表面镀锆金属化膜；以XRD分析镀膜物相成分，并用SEM对试样表面、断面进行显微结构分析。结果表明：氮化硅陶瓷镀件表面镀膜外观呈银白色，并有有金属光泽；镀膜物质成分为Zr5Si3；镀层中无铝元素存在。     

氮化硅陶瓷的ELID高速磨削工艺试验研究

在采用封闭式阴极装置实现高速ELID磨削的基础上,对氮化硅陶瓷的ELID高速磨削工艺机理进行了研究.通过与非ELID高速磨削工艺的对比,揭示了氮化硅陶瓷ELID高速磨削的工艺机理,并给出了其表面粗糙度、磨削力与工艺参数之间的变化规律.这些规律表明:ELID高速磨削工艺能大大地减小氮化硅陶瓷的表面粗糙度值及磨削力,获得较好的表面质量.此外,砂轮线速度和磨削深度对其表面粗糙度值没有显著影响,且变化没有明显规律;而工件速度对表面粗糙度值存在一定的影响,表面粗糙度值随着工件进给速度的提高而增加,即表面加工质量有下降的趋势;ELID高速磨削工艺中的各类磨削参数均对氮化硅陶瓷的磨削力产生重大影响:磨削深度增加或工件速度的加快,都使磨削力变大;砂轮线速度的增加则导致磨削力下降.     

Si3N4陶瓷颗粒增强铝基复合材料压缩超塑性研究

采用热压法制备出了体积分数为20%的Si3N4陶瓷颗粒增强的2124铝基复合材料,对该材料的压缩超塑性进行了研究,确定了该复合材料压缩超塑成形工艺参数,并对其超塑性机理进行了初步研究。研究表明,该复合材料在一定的工艺条件下可实现压缩超塑性,其最佳超塑压缩温度为515℃,最佳初始应变速率范围为1.225×10-4~1.225×10-3/s,其超塑性压缩变形机制为适量的液相和动态再结晶共同调节的晶界滑动。     

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。     

缓蚀剂对蒸馏水润滑下灰铸铁摩擦学特性的影响

Ｎａ２ＳｉＯ３、Ｎａ２ＭｏＯ４、（ＮＨ２）ＮＳ和（ＮａＰＯ３）６ ４缓蚀剂对灰铸铁在蒸馏水中的腐蚀,有不同程度的减缓作用,其中Ｎａ２ＳｉＯ３在浓度为０．０１￣０．１ｍｏｌ／Ｌ的范围内,同不加任何缓蚀剂的蒸馏水相比,能明显降低灰铸铁的腐蚀速率。经过磨损试验发现,在加有Ｎａ２ＳｉＯ３的蒸馏水的润滑下,Ｓｉ３Ｎ４－灰铸铁摩擦副优异的摩擦学性能没有受到影响,在磨程达２ｋｍ以后,摩擦系数降为０．０２￣０．０