张俊禧
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徐照芸
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王波
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秦毅
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杨建锋
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赵中坚
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胡伟
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施志伟
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13531
以α-Si3N4为原料， Y2O3为烧结助剂，在三种不同的氮气压力(0.12、0.32和0.52 MPa)下烧结制备了多孔氮化硅陶瓷。研究了氮气压力对氮化硅的烧结行为、显微组织和力学性能的影响，分别通过SEM观察显微组织并统计晶粒的长径比，通过 XRD 对物相进行分析，并对烧结试样进行三点弯曲强度测试。随着氮气压力的提高，多孔陶瓷的线收缩率降低、气孔率提高，这是由于低熔点的液相中N含量随氮气压力的提升而增加，导致了液相粘度提高，抑制陶瓷致密化。随着氮气压力的提高，组织中的棒状β-Si3N4生长良好，晶粒长径比增大，其原因是高的液相粘度抑制了β-Si3N4形核，有利于β-Si3N4生长。由于β-Si3N4棒状晶的作用，陶瓷弯曲强度随氮气压力的升高得到改善，但是气孔率的升高降低陶瓷的强度。在0.52 MPa的氮气压力下烧结的多孔陶瓷气孔率达58%，弯曲强度为140 MPa。
关键词:
氮化硅
,
氮气压力
,
长径比
梁森
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徐照芸
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罗民
,
高忙忙
,
梁斌
硅酸盐通报
以微米级SiC和纳米级α-Al2O3为原料,经水基冷冻干燥及原位反应烧结工艺制备莫来石结合多孔SiC陶瓷.XRD分析表明多孔陶瓷主相是α-SiC,结合相是莫来石.多孔陶瓷的孔径分布呈现双峰分布特点,大孔孔径峰值介于3 ～20 μm,小孔孔径峰值为0.5 ～1 μm.体系中SiC固相含量及烧结温度对多孔陶瓷显微结构及性能有显著影响.当SiC固相含量由20vol％增至30vol％时,多孔陶瓷的孔结构由间距为20～ 30 μm、且定向排列的层状结构演变为孔径约为4μm的定向通孔结构.当烧结温度由1200℃升至1500℃时,多孔SiC陶瓷开气孔率由66％下降至64％,抗压缩强度由4.5 MPa升至16 MPa.
关键词:
多孔SiC陶瓷
,
冷冻干燥法
,
原位反应烧结
,
莫来石结合
徐照芸
,
罗民
,
王怀昌
,
梁斌
,
宋伟明
硅酸盐通报
以微米级SiC粉体为原料,利用冷冻干燥和原位反应烧结制备了具有层状孔道结构的SiC多孔陶瓷.XRD分析表明多孔陶瓷的主相是α-SiC,结合相是方石英;SEM观察到多孔陶瓷具有相互连通的开孔结构;多孔SiC陶瓷的总孔隙率和开孔隙率随固相含量和烧结温度的增加而下降.多孔陶瓷的孔径分布呈现双峰分布特点,大孔孔径峰值介于20～80 μm,小孔孔径峰值为0.5～0.9 μm.在原位反应烧结过程中,在1100℃以上SiC开始发生氧化形成SiO2结合的多孔SiC陶瓷,显著提高了陶瓷的压缩强度.随着烧结温度从1000℃提高到1500℃,固相含量为30vol%的多孔SiC陶瓷开孔率从68.9%下降到61.8%,压缩强度由5.5 MPa升至25.5 MPa.
关键词:
冷冻干燥工艺
,
多孔SiC陶瓷
,
层状孔结构
,
原位反应烧结
