氮化硅低温段相变及致密化对高温段烧结影响的研究

发布时间：2018-05-20 19:18

  本文选题：氮化硅 + 低温相变　； 参考：《沈阳工业大学》2017年硕士论文

【摘要】：氮化硅陶瓷因具有高强度、高硬度、耐磨损等优良性能,被广泛应用于航天航空、机械、化工等领域。针对氮化硅制备过程中低温相变和致密化规律,及其对高温烧结影响的研究较少,本文以α-Si_3N_4为原料,Al_2O_3-Y_2O_3为烧结助剂,通过液相烧结来制备致密的氮化硅陶瓷,并对其微观组织结构和性能进行研究。在低温无压预烧结中,探索烧结温度(1410~1510℃)、烧结助剂含量(4%~10%)和保温时间(4h~10h)对氮化硅相变及致密化的影响。发现氮化硅致密化过程先于α→β相变过程发生,低温制得的β-Si_3N_4长径比小。当保温时间为6h,烧结助剂含量为10%,烧结温度由1410℃升高到1510℃时,β相含量从15%增加到95%,相对密度从55%增加到78%。当保温时间为6h,烧结温度为1490℃,烧结助剂含量由4%增加到10%时,β相含量变化不大,从77%增加到78%,但相对密度变化较大,从48%增加到85%。在高温(1700℃)无压烧结中,探索低温段氮化硅相变和致密化程度对最终氮化硅陶瓷性能的影响。发现当预烧温度为1470℃,保温时间为6h时,氮化硅试样相变较少(β相含量低于50%)、致密度较高(相对密度接近80%);再经1700℃烧结2h,可以得到相对密度为96.94%、断裂韧性为6.15MPa·m1/2的β-Si_3N_4陶瓷材料。在气压烧结中,探索氮气压力(0.2MPa~1.6MPa)对氮化硅相变的影响。发现氮气压力从0.2MPa增加到1.2MPa时,Si_3N_4的α→β相转变百分比减小约7%;而氮气压力从1.2MPa增加到1.6MPa时,Si_3N_4的α→β相转变百分比又出现了明显增加的趋势,增加量约为9%。
[Abstract]:Silicon nitride ceramics are widely used in aerospace, machinery, chemical industry and other fields because of their high strength, high hardness, wear resistance and other excellent properties. In view of the low temperature phase transition and densification in the preparation of silicon nitride and its influence on high temperature sintering, this paper uses 伪 -Si _ 3N _ 4 as the raw material, Al2O3-Y _ S _ 2O _ 3 as sintering assistant, to prepare compact silicon nitride ceramics by liquid sintering. The microstructure and properties of these materials were studied. In low temperature pressureless pre-sintering, the effects of sintering temperature (1410 ~ 1510 鈩，

本文编号：1915908