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 .     

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     

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．     

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.     

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     

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。     

Cam-Clay模型在Si3N4陶瓷粉末冷分析中的应用

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.     

PECVDSiO2/Si3N4双层膜驻极体性能

本文研究了在带有Cr/Au电极的玻璃衬底上利用PECVD制备的SiO2/Si3N4双层膜驻极体性能。针对这种驻极体提出了一个简单的工艺流程暴露出一部分金属电极,并在电晕注极过程中将底电极引出接地。通过实验改变电晕注极过程中的注极时间、温度等因素,希望得到对PECVD制备的SiO2/Si3N4双层膜驻极体性能的优化。本文证实了PECVD双层膜具备良好的驻极体性能,有望广泛应用于微器件中。     

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和Si3N4／Sio2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（ｄｉｃｈｌｏｒｏｄｉｍｅｔｈ ｓｉｌｉａｎｅ,ＤＣＤＭＳ）有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２００℃时,ＨＭＤ     

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 .     

Si3N4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,系统地分析了引了剂、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20％时,坯体性能最佳,其强度最高可达40MPa。否则,坯体内部的有机网络不均匀,将导致坯体性能的下降。     

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 .     

表面改性Si_3N_4粉末在水相体系中的分散性能

在空气中于1000℃对Si3N4粉末进行表面氧化改性,研究其在水相体系中的分散性能。研究表明:经氧化后Si3N4物相主要为Si3N4,粉末表面被一层均匀的氧化层(主要成分为SiO2)包覆;经氧化改性的Si3N4在水相体系中的Zeta电位和分散性能显著提高;随着氧化时间的延长,粉末的分散性能和Zeta电位绝对值曲线变化趋势一致,呈现先上升后下降的趋势;氧化后Si3N4表层出现新的较强的Si—O键振动峰。     

Fe2(Mo04)3/Si3N4复合粉末还原及热压微观组织结构分析

以α-Si3N4,Fe(NO3)3·9H2O和NH4Mo7O24·4H2O为原料,采用非均相沉淀法制备Fe2(M0O4)3/Si3N4复合粉末,采用氢气还原与热压法获得Fe-Mo/Si3N4复合粉末与烧结体,采用x线衍射仪(XRD)、电子能谱(EDS)、电镜扫描(SEM)和电镜透射(TEM)等方法对Fe-Mo/Si3N4复合粉末与烧结体物相、成分及微结构进行观察与分析.分析结果表明:Fe-Mo/Si3N4复合粉末主要成分为α-Si3N4,Mo,Si和Fe-Mo氮化物(Fe6M07N2和Fe3M03N),其中Mo颗粒长大;粒径为4-7 μm的Mo5Si3大颗粒均匀镶嵌在Si3N4,Fe-Mo氮化物(Fe6Mo7N2和Fe3Mo3N)及Si02的混合物组成的粒径为1 μm左右的小颗粒之中.     

MoSi2／Si3N4叠层复合材料的制备及结构表征

以金属间化合物MoSi2为基体,Si3N4为夹层材料,采用常压烧结法制备MoSi2/Si3N4叠层复合材料.通过SEM、XRD、EPMA等对其结构与性能进行分析.结果表明,所制备的叠层复合材料,其界面结合紧密,相容性好;界面处有相互扩散,无不良反应;低温韧性有所改善.     

高韧性复相陶瓷材料的仿生结构设计、制备与力学性能

从天然生物材料 (竹、木、贝壳等 )结构出发 ,提出了高韧性复相陶瓷材料仿生结构设计新思路及设计的基本要点 .针对仿贝壳珍珠层结构特征 ,采用轧膜或流延成型工艺 ,成功制备出仿贝壳珍珠层结构特征的Si3 N4 /BN层状陶瓷材料 .通过对该材料的结构参数和几何参数进行优化设计 ,可获得优异的力学性能 :断裂韧性在 2 0～ 2 8MPa·m1/ 2 ,断裂功高于 40 0 0J/m2 ,同时抗弯强度可保持在 5 0 0～ 70 0MPa .并分析了该材料具有高韧性的原因 ,提出了仿生结构陶瓷材料的增韧机制