基于光固化成型的氮化硅陶瓷制备与工艺研究
发布时间：2021-12-11 16:48
氮化硅（Si3N4）陶瓷具有硬度高、耐磨性好、耐高温和抗腐蚀等综合优异性能,目前已被应用于航天航空、工业生产等领域。但陶瓷的强度高、硬度高而韧性差,难以加工具有复杂结构的陶瓷部件。陶瓷增材制造技术为制备具有复杂形状的陶瓷部件提供了新的手段。本课题主要研究用于光固化成型的Si3N4陶瓷浆料流变性和光固化特性、光固化成型Si3N4陶瓷的烧结性能以及Si3N4陶瓷粉体氧化处理对浆料特性影响规律,实现了具有复杂形状Si3N4陶瓷的制造。研究陶瓷粉体、固相含量和烧结助剂等因素对Si3N4陶瓷浆料流变性及光固化特性的影响。结果表明:减小粉体粒径、增加固相含量以及增加烧结助剂含量都会增加Si3N4陶瓷的粘度,影响浆料流动性。光引发剂含量影响了浆料的临界曝光量,其中光引发剂含量为1.5 wt%时,获...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Si3N4晶体结构
.1 液相烧结机理Si3N4陶瓷无压液相烧结主要分为三个阶段：颗粒重排（Particlerearrangemen散和沉淀（Solution-diffusion and precipitation）以及晶粒长大，如图 1-2 所示重排阶段，粉体中的烧结助剂形成液相，液相的毛细管力促使颗粒滑动重排，堆积密度，引起坯体收缩，此阶段致密化程度最高。在溶解扩散和沉淀阶段， →β 的相变，不稳定 -Si3N4颗粒溶解于液相中，形成饱和液相，析出稳态 β核，而小的 β-Si3N4颗粒则会溶解于液相中，析出较大的稳态 β-Si3N4晶粒，β不断生长。颗粒在溶解扩散-析出的过程中不断移动，颗粒相互靠近，坯体进以及致密化。在晶粒长大阶段， 相转化为 β 相后，β-Si3N4晶粒粗化（Ostw伴随着晶界扩散和闭气孔排出，进一步致密化。从上述三个阶段中可知，液相烧结的第一阶段极大影响 Si3N4陶瓷的致密化助剂的选择就直接影响了液相的形成，因而烧结助剂的选择和用量尤其重要
第一章 绪论4. 其他领域Si3N4陶瓷具有较低的介电损耗、介电常数与较高的载波系数，在高马赫导弹天罩等电磁波领域具有巨大应用潜力[32]。Si3N4陶瓷具有较好的化学稳定性和抗腐蚀性常被用于炼铝工艺中的热保护管。Si3N4陶瓷作为电绝缘材料，常作为保护高温超导的保护涂层。
【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体器件用陶瓷基片材料发展现状[J]. 张伟儒,郑彧,李正,高崇,童亚琦. 真空电子技术. 2017(05)
[2]陶瓷增材制造（3D打印）技术研究进展[J]. 黄淼俊,伍海东,黄容基,邓欣,伍尚华. 现代技术陶瓷. 2017(04)
[3]氮化硅陶瓷的制备与应用[J]. 孙亚光,贺胜利,刘荣安,金昊,杨文龙,张宇航. 中国陶瓷工业. 2016(05)
[4]氮化硅的选区激光烧结成型研究[J]. 曹冲,沈景凤,张培志,郭方全,祁海. 电子科技. 2016(02)
[5]Al2O3-Re2O3（Re=La,Nd,Y,Lu）对无压烧结Si3N4陶瓷显微结构与力学性能的影响[J]. 于俊杰,郭伟明,林华泰. 人工晶体学报. 2016(01)
[6]氮化硅材料在空空导弹天线罩上的应用研究[J]. 夏明凯,刘谊,侯瑞,刘建杰. 弹箭与制导学报. 2014(01)
[7]三维打印结合反应烧结制备多孔氮化硅陶瓷[J]. 翁作海,曾庆丰,谢聪伟,彭军辉,张瑾. 材料导报. 2013(08)
[8]表面改性对氮化硅粉体及其涂层影响的研究[J]. 徐金鑫,刘伟. 渤海大学学报(自然科学版). 2011(02)
[9]先进陶瓷快速无模成型技术的研究与进展[J]. 谢志鹏,薄铁柱. 中国陶瓷工业. 2011(02)
[10]基于光固化的直接陶瓷成形工艺[J]. 周伟召,李涤尘,周鑫南,陈世斌,陈张伟,连芩. 塑性工程学报. 2009(03)
博士论文
[1]含三元烧结助剂氮化硅陶瓷的制备、微观结构及性能研究[D]. 蒋强国.广东工业大学 2015
本文编号：3535030
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Si3N4晶体结构
.1 液相烧结机理Si3N4陶瓷无压液相烧结主要分为三个阶段：颗粒重排（Particlerearrangemen散和沉淀（Solution-diffusion and precipitation）以及晶粒长大，如图 1-2 所示重排阶段，粉体中的烧结助剂形成液相，液相的毛细管力促使颗粒滑动重排，堆积密度，引起坯体收缩，此阶段致密化程度最高。在溶解扩散和沉淀阶段， →β 的相变，不稳定 -Si3N4颗粒溶解于液相中，形成饱和液相，析出稳态 β核，而小的 β-Si3N4颗粒则会溶解于液相中，析出较大的稳态 β-Si3N4晶粒，β不断生长。颗粒在溶解扩散-析出的过程中不断移动，颗粒相互靠近，坯体进以及致密化。在晶粒长大阶段， 相转化为 β 相后，β-Si3N4晶粒粗化（Ostw伴随着晶界扩散和闭气孔排出，进一步致密化。从上述三个阶段中可知，液相烧结的第一阶段极大影响 Si3N4陶瓷的致密化助剂的选择就直接影响了液相的形成，因而烧结助剂的选择和用量尤其重要
第一章 绪论4. 其他领域Si3N4陶瓷具有较低的介电损耗、介电常数与较高的载波系数，在高马赫导弹天罩等电磁波领域具有巨大应用潜力[32]。Si3N4陶瓷具有较好的化学稳定性和抗腐蚀性常被用于炼铝工艺中的热保护管。Si3N4陶瓷作为电绝缘材料，常作为保护高温超导的保护涂层。
【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体器件用陶瓷基片材料发展现状[J]. 张伟儒,郑彧,李正,高崇,童亚琦. 真空电子技术. 2017(05)
[2]陶瓷增材制造（3D打印）技术研究进展[J]. 黄淼俊,伍海东,黄容基,邓欣,伍尚华. 现代技术陶瓷. 2017(04)
[3]氮化硅陶瓷的制备与应用[J]. 孙亚光,贺胜利,刘荣安,金昊,杨文龙,张宇航. 中国陶瓷工业. 2016(05)
[4]氮化硅的选区激光烧结成型研究[J]. 曹冲,沈景凤,张培志,郭方全,祁海. 电子科技. 2016(02)
[5]Al2O3-Re2O3（Re=La,Nd,Y,Lu）对无压烧结Si3N4陶瓷显微结构与力学性能的影响[J]. 于俊杰,郭伟明,林华泰. 人工晶体学报. 2016(01)
[6]氮化硅材料在空空导弹天线罩上的应用研究[J]. 夏明凯,刘谊,侯瑞,刘建杰. 弹箭与制导学报. 2014(01)
[7]三维打印结合反应烧结制备多孔氮化硅陶瓷[J]. 翁作海,曾庆丰,谢聪伟,彭军辉,张瑾. 材料导报. 2013(08)
[8]表面改性对氮化硅粉体及其涂层影响的研究[J]. 徐金鑫,刘伟. 渤海大学学报(自然科学版). 2011(02)
[9]先进陶瓷快速无模成型技术的研究与进展[J]. 谢志鹏,薄铁柱. 中国陶瓷工业. 2011(02)
[10]基于光固化的直接陶瓷成形工艺[J]. 周伟召,李涤尘,周鑫南,陈世斌,陈张伟,连芩. 塑性工程学报. 2009(03)
博士论文
[1]含三元烧结助剂氮化硅陶瓷的制备、微观结构及性能研究[D]. 蒋强国.广东工业大学 2015
本文编号：3535030
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