α-SiAlON陶瓷的擴(kuò)散連接研究.pdf

1、采用放電等離子燒結(jié)法(SPS)在1750℃/20MPa/10min條件下合成出了全致密的Y和Yb摻雜的α-SiAlON陶瓷材料，并對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)散連接。研究了連接工藝參數(shù)及去應(yīng)力熱處理對(duì)α-SiAlON接頭組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響規(guī)律，揭示了兩種α-SiAlON陶瓷的連接機(jī)制。
　　SPS法合成的兩種α-SiAlON陶瓷材料，顯微組織以α-SiAlON棒晶為主，有效地實(shí)現(xiàn)了α-SiAlON的自韌化，其彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性分別為515～5

2、24MPa和4.8～5.6MPa m1/2。斷口的SEM觀察結(jié)果表明，兩種α-SiAlON陶瓷的斷裂方式均為沿晶和穿晶混合斷裂。
　　采用壓力擴(kuò)散法可獲得良好的Yb-α-SiAlON/Y-α-SiAlON連接強(qiáng)度，接頭的彎曲強(qiáng)度與母材相近，并隨連接溫度和時(shí)間而變化，在1650℃/10min工藝條件下獲得最高抗彎強(qiáng)度為601.5MPa。
　　Yb與Y摻雜的α-SiAlON連接件經(jīng)熱處理后，Y和Yb摻雜的α-SiAlON材料由于

3、組織粗化而使母材力學(xué)性能降低。此時(shí)，在三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，試件全部斷裂于母材中，測得的抗彎強(qiáng)度均在510MPa左右，說明接頭的結(jié)合強(qiáng)度高于母材的斷裂強(qiáng)度。
　　α-SiAlON陶瓷的擴(kuò)散連接過程分為：物理接觸、接頭液相形成、塑性形變及擴(kuò)散與晶粒長大等四階段階段。連接過程中記錄的壓頭位移曲線表明，Y和Yb摻雜的α-SiAlON陶瓷材料大約在1670℃產(chǎn)生變形，由此產(chǎn)生接頭結(jié)合并實(shí)現(xiàn)了晶間相構(gòu)成元素的互擴(kuò)散。在1700℃/20min連接工