自蔓燃氮化硅陶瓷的燒結(jié)技術(shù)研究.pdf

1、本文采用硅粉和氮?dú)鉃樵?，采用自蔓燃高溫合成方法制備氮化硅粉體，選擇自制的氮化硅粉體為稀釋劑，NH4Cl為添加劑，通過(guò)調(diào)節(jié)硅粉的粒度和初始氮?dú)獾膲毫?lái)研究自蔓燃合成氮化硅粉體的影響因素。將自蔓燃合成的粉體燒制陶瓷與硅粉氮化粉體燒制的陶瓷進(jìn)行了比較研究。通過(guò)X射線物相分析、透射電鏡手段分析等研究了自蔓燃合成的氮化硅粉體和陶瓷的性能。
　　 研究表明分析結(jié)果表明：當(dāng)燃燒溫度升高時(shí)，粉體的β相含量、粉體粒度、氮含量隨之升高，氧含量降低

2、；游離硅含量與燃燒溫度關(guān)系影響不大，主要由反應(yīng)物料的厚度決定，由表層到底部游離硅含量逐步升高。通過(guò)X射線分析計(jì)算可以得出：稀釋劑氮化硅粉體中有一部分α相轉(zhuǎn)化為β相；選用粒度較粗的硅粉合成的氮化硅粉體，反應(yīng)期間燃燒溫度較高，燃燒速度較快，合成的粉體粒度較大，α相偏低；同時(shí)由于添加劑NH4Cl的存在，在高溫時(shí)分解產(chǎn)生NH3和HCl，并與Si發(fā)生反應(yīng)形成SiCl4，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，既降低了反應(yīng)的燒結(jié)溫度，又有利于α相的生成，由于NH4Cl的

3、存在，SHS反應(yīng)不僅僅是硅粉直接氮化機(jī)制，α-Si3N4的生成還包含有氣-晶生長(zhǎng)機(jī)制，棒狀的β-Si3N4的生成包含氣-固-液生長(zhǎng)機(jī)制。
　　 采用氣壓燒結(jié)制備氮化硅陶瓷，對(duì)自蔓燃粉體和硅粉直接氮化粉體制備的陶瓷進(jìn)行了比較，研究了兩種粉體的手工造粒和噴霧造粒制備的陶瓷的比較。通過(guò)計(jì)算陶瓷燒結(jié)相對(duì)密度，測(cè)試抗彎強(qiáng)度、硬度、斷裂韌性分析研究氮化硅陶瓷的燒結(jié)特性。研究表明通過(guò)增加氮?dú)鈮毫?、合適的燒結(jié)助劑配比以及合適的燒結(jié)溫度，采用自蔓