添加納米Al-,2-O-,3-r Si-,3-N-,4-陶瓷材料的制備、結構與性能研究.pdf

1、采用碳管爐中氮氣保護下常壓燒結的方法,以β氮化硅為主相的粉末為原料,以納米氧化鋁為燒結助劑,分別在1700℃、1650℃、1600℃三個溫度下,燒結制備了Al<,2>O<,3>含量不同的氮化硅陶瓷,應用X-射線衍射、掃描電鏡、顯微硬度儀等手段,研究了納米Al<,2>O<,3>添加劑對Si3N4的燒結、材料的物相、組成和微觀結構及性能的影響.實驗結果表明:在碳管爐中、氮氣保護下進行燒結,添加劑為納米Al<,2>O<,3>粉末時,由于納米粉

2、末的高活性、高燒結驅動力,在1650℃就可使Si<,3>N<,4>完全地燒結,并使其致密度可達理論密度的96％以上(比其它工藝高6%左右);同時,納米Al<,2>O<,3>地加入大大促進了長柱狀β-Si<,3>N<,4>的生長和發(fā)育及柱狀晶長徑比的提高,使微觀結構均勻、細化,形成了更多力學性能優(yōu)異的固溶體-Sialon相,減少了不利于陶瓷材料性能的晶間玻璃相,凈化了晶界.這些都大大有利于陶瓷材料性能的提高.在1700℃下燒結的試樣中,添

3、加8%納米Al<,2>O<,3>時,抗折強度達到最大值,為720.06MPa;在1650℃下燒結的試樣中,添加10%納米Al<,2>O<,3>時,β-Si<,3>N<,4>發(fā)育最為完全,形成了大量板晶狀的β-Si<,3>N<,4>結構,這一特征使陶瓷的斷裂韌性達到最大值,為8.61Mpa·m<'1/2>.但是,作為助燒劑,加入的納米Al<,2>O<,3>的含量以6%-12%為宜.當其含量<6%時,只檢測到α-Si<,3>N<,4>和Al