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低纯度外β-Si₃N₄粉末的无压烧结及其性能

徐鑫 , 黄莉萍 , 陈源 , 符锡仁

无机材料学报

为了降低氮化硅材料的成本，运用便宜的低纯度从β-Si₃N₄粉末，通过无压烧结制备了氮化硅材料．发现β-Si₃N₄粉末具有很好的烧结性能，得到的结构是由柱状颗粒和小球状颗粒形成的嵌套结构，结构组成均匀，没有晶粒的异常生长．所得材料的抗弯强度为587MPa，韧性达到5.3MPa.m^1/2，说明可在一般条件下使用。

关键词: 氮化硅 , refractory grade , pressureless sinter , microstructure , mechanical property

硼化物陶瓷: 烧结致密化、微结构调控与性能提升

张国军 , 邹冀 , 倪德伟 , 刘海涛 , 阚艳梅

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00225

TiB₂, ZrB₂, HfB₂, B₄C及BN为代表的硼化物陶瓷具有优异的物理化学性能, 在超高温、超硬以及超疏水等极限条件下有广阔的应用前景, 但材料的烧结致密化困难、断裂韧性低等问题制约了它们更为广泛的应用. 本文针对无压烧结在材料制备过程中的优势, 探讨了影响硼化物陶瓷无压烧结的主要因素, 总结了以“除氧”机制为代表的硼化物陶瓷无压烧结技术; 针对硼化物陶瓷韧性低的不足, 介绍了以“板晶增韧”、“纳米相增强”为代表的硼化物陶瓷微结构调控手段和强韧化措施. 最后, 文章还对硼化物陶瓷的织构化设计、制备方法与性能提升进行了简要介绍.

关键词: 硼化物陶瓷 , pressureless densification , microstructure tailoring , texture , review

无压烧结制备Si₃N₄/SiO₂复合材料

徐常明 , 王士维 , 黄校先 , 郭景坤

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00935

以无压烧结工艺制备了Si₃N₄/SiO₂复合材料. 实验结果表明: Si₃N₄颗粒对石英基体的析晶起到了抑制作用和增韧补强作用. Si₃N₄含量为5vol%的样品在1370℃烧结2h后, 抗弯强度达到96.2MPa, 断裂韧性为2.4MPa·m^1/2, 介电常数和介电损耗分别在3.63～3.68和1.29～1.75×10^-3之间.

关键词: 天线罩 , pressureless sintering , Si3N4/SiO2 composites , mechanical properties , dielectric properties

B₄C超细粉末的制备及烧结

尹邦跃 , 王零森 , 方寅初

无机材料学报

采用气流粉碎对Ｂ_４Ｃ粗粉（比表面积０．５２ｍ^２／ｇ，中位粒径２０．４μｍ）进行了一系列粉碎实验，研究了气流粉碎次数、成形压力和烧结温度对烧结密度的影响．结果表明，当粉碎次数达到３次后，可获得＜１μｍ的Ｂ_４Ｃ超细粉末．经过４次气流粉碎的Ｂ_４Ｃ超细粉末的比表面积为２．５３ｍ^２／ｇ，中位粒径为０．５６μｍ；粉末分别于２２００和２２５０℃压烧结１ｈ，其烧结密度分别达到理论密度的７８．６％和８２．５％，平均晶粒尺寸分别为２８和５０μｍ抗压强度分别为３９０和５５５ＭＰａ．

关键词: 碳化硼 , ultrafine powder , jet milling , pressureless sintering

无压烧结制备氧氮化硅陶瓷

徐鑫 , 黄莉萍 , 葛其明 , 符锡仁

无机材料学报

以β－Ｓｉ_３Ｎ_４和ＳｉＯ_２粉末为原料，以ＭｇＡｌ_２Ｏ_４为烧结添加剂，通过无压烧结制备出致密的Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ陶瓷材料．所得材料由柱状Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ颗粒和少量β－Ｓｉ_３Ｎ_４颗粒复合组成，研究了烧结温度对材料显微结构的影响，发现材料的断裂大部分是穿晶断裂．

关键词: 氧氨化硅 , pressurelessly sintering , microstructure , mechanical properties

ZrB₂-SiC陶瓷的注浆成型与无压烧结

王新刚 , 刘吉轩 , 阚艳梅 , 张国军 , 王佩玲

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00831

研究了以聚乙烯亚胺 (PEI) 为分散剂，ZrB₂粉体在水相中的分散性能. 结果显示ZrB₂的等电点在pH为5.7，加入PEI后的等电点移到pH为11.5. 以PEI为分散剂，在pH为8.0处制备了固含量达45vol%的ZrB₂-20vol%SiC陶瓷浆料. 采用注浆成型方法制备了相对密度为53%的ZrB₂-SiC陶瓷坯体，并对其进行了无压烧结，同时研究了硼粉为烧结助剂对其致密化及性能的影响. 结果表明：硼粉为烧结助剂，实现了ZrB₂-SiC陶瓷的完全致密化的同时，也降低了ZrB₂-SiC陶瓷的烧结温度，2100℃烧结3h后的陶瓷维氏硬度为(17.5±0.5)GPa，弯曲强度为(406±41)MPa，断裂韧性为(4.6±0.4)MPa·m^1/2.

关键词: ZrB₂-SiC , slip casting , pressureless sintering

凝胶浇注成型制备致密 SiC陶瓷材料

张涛 , 张兆泉 , 张景贤 , 林庆玲 , 江东亮

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00489

采用一种凝胶浇注成型预配液作为陶瓷粉体的分散介质, 将亚微米级SiC粉体和烧结助剂Y₂O ₃、 Al₂O₃直接混合, 制得了固含量>50vol%的凝胶浇注浆料, 在100s ^-1 的剪切速率下, 浆料粘度<1Pa．s, 可以顺利实现凝胶浇注成型; 对得到的SiC素坯进行了无压烧结. 在2000℃保温1h(氩气氛)的烧结条件下, 烧结体相对密度为(98.1± 0.2)%, 抗折强度、硬度和韧性分别为(722 ±70)MPa、(20.18 ±0.75)GPa、(4.00 ±0.20)MPa ．m ^1/2.

关键词: SiC , gelcasting , pressureless-sintering

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