Si 3 N 4 /hBN复相陶瓷的研究现状及进展
发布时间：2022-01-08 20:21
Si3N4/hBN复相陶瓷凭借优良的综合力学性能,逐渐成为人们研究的热点。从制备工艺和性能出发阐述了国内外Si3N4/hBN复相陶瓷的研究现状,分析了各种制备方法的优缺点以及hBN含量对Si3N4/hBN复相陶瓷的可加工性能、力学性能、介电性能、摩擦学性能的影响,并指出简化工艺、降低烧结温度、hBN含量与性能定量表征等可能是今后的发展方向。
【文章来源】：材料导报. 2016,30(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２经氮化处理的Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ纳米复合粉体合成工艺流程Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆＳｉ３Ｎ４／ＢＮｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒｂｙｎｉｔｒｉｄｉｎｇ
备好后，其余工序和微米级基本一致，一般采用热压烧结工艺最终制得Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ复相陶瓷。通过对两种级别的复合陶瓷制备过程进行比较可知，纳米级复合陶瓷比微米级复合陶瓷更加复杂，主要表现在前期纳米复合粉末的制备工艺上，这是由于纳米粉末粒径较小难以均匀分散造成的。图２经氮化处理的Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ纳米复合粉体合成工艺流程Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆＳｉ３Ｎ４／ＢＮｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒｂｙｎｉｔｒｉｄｉｎｇ图３Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ纳米复合粉体合成工艺流程Ｆｉｇ．３ＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆＳｉ３Ｎ４／ＢＮｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒ·８３Ｓｉ·３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷的研究现状及进展／张昌松等
图４Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ纳米复合材料的生成模型［３０］Ｆｉｇ．４ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｆｏｒＳｉ３Ｎ４／ＢＮｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ［３０］２ｈＢＮ含量对Ｓｉ３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷性能的影响２．１ｈＢＮ含量对Ｓｉ３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷可加工性能的影响氮化硅陶瓷以高强度、低蠕变、抗氧化、抗热震等优良性能著称，在许多领域都有应用，但由于脆性造成氮化硅陶瓷难以加工，或加工成本较高［２，３２］。国内外对此进行了大量的研究，后来人们发现当引入ｈＢＮ时，其断裂韧性会有所提高，可以一定程度地改善由于脆性带来的负面影响。Ｍ．Ｗ．Ｃｈｏ等［２０］对热压烧结制备的Ｓｉ３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷微加工特性进行了研究，结果显示，随着ｈＢＮ含量增加，断裂韧性缓慢提高，获得良好的加工性能，图５为在不同转速下经１００μｍ钻头微观钻销的含３０％ＢＮ（体积分数）的复相陶瓷。ＹｕａｎＢｏ等［２２］利用反应烧结在相对较低的温度下制备了不同组成的Ｓｉ３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷，结果显示，当ｈＢＮ的含量达到４０％（体积分数）时，材料显示出良好的可加工性能。图６为４０％ＢＮ（体积分数）样品钻孔后的照片。ＬｉＹｏｎｇｌｉ等［２４］研究了ｈＢＮ含量对用放电等离子烧结制备的复相陶瓷的影响，结果显示，当ＢＮ含量达到３０％（体积分数）时，Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ复相陶瓷可以获得较好的机加工性能。图７为经ＷＣ刀具加工的Ｓｉ３Ｎ４／３０％ＢＮ（体积分数）复相陶瓷的
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent Progress on Fabrications and Applications of Boron Nitride Nanomaterials:A Review[J]. Xiang-Fen Jiang,Qunhong Weng,Xue-Bin Wang,Xia Li,Jun Zhang,Dmitri Golberg,Yoshio Bando. Journal of Materials Science & Technology. 2015(06)
[2]直接凝固注模成型的研究进展[J]. 王小锋,孙月花,彭超群,王日初,张斗. 中国有色金属学报. 2015(02)
[3]PIP工艺制备陶瓷基复合材料的研究现状[J]. 周新贵. 航空制造技术. 2014(06)
[4]粉末冶金的陶瓷材料及其加工技术[J]. 肖艳. 金属材料与冶金工程. 2013(02)
[5]BN含量对多孔BN/Si3N4陶瓷结构和性能的影响[J]. 董薇,汪长安,尉磊,欧阳世翕. 复合材料学报. 2013(01)
[6]氮化硅陶瓷的制备及性能研究进展[J]. 王会阳,李承宇,刘德志. 江苏陶瓷. 2011(06)
[7]氮化物陶瓷系高温透波材料的研究进展[J]. 方震宇,曹峰,张长瑞,王思青,李斌,杨备,李端. 材料导报. 2011(13)
[8]碳/碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展[J]. 陆有军,王燕民,吴澜尔. 材料导报. 2010(21)
[9]干摩擦条件下Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副的摩擦学特性研究[J]. 陈威,高义民,陈灿. 摩擦学学报. 2010(03)
[10]Si3N4与Si3N4-hBN陶瓷配副在水润滑下的摩擦化学行为[J]. 陈威,高义民,居发亮,汪勇. 西安交通大学学报. 2009(09)
硕士论文
[1]h-BN/Si3N4复合陶瓷的热压制备及连接[D]. 刘畅.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3577217
【文章来源】：材料导报. 2016,30(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２经氮化处理的Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ纳米复合粉体合成工艺流程Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆＳｉ３Ｎ４／ＢＮｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒｂｙｎｉｔｒｉｄｉｎｇ
备好后，其余工序和微米级基本一致，一般采用热压烧结工艺最终制得Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ复相陶瓷。通过对两种级别的复合陶瓷制备过程进行比较可知，纳米级复合陶瓷比微米级复合陶瓷更加复杂，主要表现在前期纳米复合粉末的制备工艺上，这是由于纳米粉末粒径较小难以均匀分散造成的。图２经氮化处理的Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ纳米复合粉体合成工艺流程Ｆｉｇ．２ＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆＳｉ３Ｎ４／ＢＮｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒｂｙｎｉｔｒｉｄｉｎｇ图３Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ纳米复合粉体合成工艺流程Ｆｉｇ．３ＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｏｆＳｉ３Ｎ４／ＢＮｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒ·８３Ｓｉ·３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷的研究现状及进展／张昌松等
图４Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ纳米复合材料的生成模型［３０］Ｆｉｇ．４ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｆｏｒＳｉ３Ｎ４／ＢＮｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ［３０］２ｈＢＮ含量对Ｓｉ３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷性能的影响２．１ｈＢＮ含量对Ｓｉ３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷可加工性能的影响氮化硅陶瓷以高强度、低蠕变、抗氧化、抗热震等优良性能著称，在许多领域都有应用，但由于脆性造成氮化硅陶瓷难以加工，或加工成本较高［２，３２］。国内外对此进行了大量的研究，后来人们发现当引入ｈＢＮ时，其断裂韧性会有所提高，可以一定程度地改善由于脆性带来的负面影响。Ｍ．Ｗ．Ｃｈｏ等［２０］对热压烧结制备的Ｓｉ３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷微加工特性进行了研究，结果显示，随着ｈＢＮ含量增加，断裂韧性缓慢提高，获得良好的加工性能，图５为在不同转速下经１００μｍ钻头微观钻销的含３０％ＢＮ（体积分数）的复相陶瓷。ＹｕａｎＢｏ等［２２］利用反应烧结在相对较低的温度下制备了不同组成的Ｓｉ３Ｎ４／ｈＢＮ复相陶瓷，结果显示，当ｈＢＮ的含量达到４０％（体积分数）时，材料显示出良好的可加工性能。图６为４０％ＢＮ（体积分数）样品钻孔后的照片。ＬｉＹｏｎｇｌｉ等［２４］研究了ｈＢＮ含量对用放电等离子烧结制备的复相陶瓷的影响，结果显示，当ＢＮ含量达到３０％（体积分数）时，Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ复相陶瓷可以获得较好的机加工性能。图７为经ＷＣ刀具加工的Ｓｉ３Ｎ４／３０％ＢＮ（体积分数）复相陶瓷的
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent Progress on Fabrications and Applications of Boron Nitride Nanomaterials:A Review[J]. Xiang-Fen Jiang,Qunhong Weng,Xue-Bin Wang,Xia Li,Jun Zhang,Dmitri Golberg,Yoshio Bando. Journal of Materials Science & Technology. 2015(06)
[2]直接凝固注模成型的研究进展[J]. 王小锋,孙月花,彭超群,王日初,张斗. 中国有色金属学报. 2015(02)
[3]PIP工艺制备陶瓷基复合材料的研究现状[J]. 周新贵. 航空制造技术. 2014(06)
[4]粉末冶金的陶瓷材料及其加工技术[J]. 肖艳. 金属材料与冶金工程. 2013(02)
[5]BN含量对多孔BN/Si3N4陶瓷结构和性能的影响[J]. 董薇,汪长安,尉磊,欧阳世翕. 复合材料学报. 2013(01)
[6]氮化硅陶瓷的制备及性能研究进展[J]. 王会阳,李承宇,刘德志. 江苏陶瓷. 2011(06)
[7]氮化物陶瓷系高温透波材料的研究进展[J]. 方震宇,曹峰,张长瑞,王思青,李斌,杨备,李端. 材料导报. 2011(13)
[8]碳/碳化硅陶瓷基复合材料的研究及应用进展[J]. 陆有军,王燕民,吴澜尔. 材料导报. 2010(21)
[9]干摩擦条件下Si3N4-hBN复合陶瓷与1Cr18Ni9Ti配副的摩擦学特性研究[J]. 陈威,高义民,陈灿. 摩擦学学报. 2010(03)
[10]Si3N4与Si3N4-hBN陶瓷配副在水润滑下的摩擦化学行为[J]. 陈威,高义民,居发亮,汪勇. 西安交通大学学报. 2009(09)
硕士论文
[1]h-BN/Si3N4复合陶瓷的热压制备及连接[D]. 刘畅.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3577217
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3577217.html
