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SiO₂-Si₃N₄复合材料的力学性能及其增韧机理

姚俊杰 , 李包顺 , 黄校先 , 郭景坤

无机材料学报

采用热压工艺制备了SiO₂－Si₃N₄复合材料，其抗弯强度和断裂韧性达到143MPa和1.7MPa·m^1／2.比基体SiO₂材料分别提高107％和70％.复合材料性能的改善是由于高弹性模量的Si₃N₄引入以及SiO₂和Si₃N₄热膨胀系数不匹配导致的残余应力.

关键词: 石英 , silicon nitride , composite , toughening mechanism

氧氮玻璃连接氮化硅陶瓷的研究进展

解荣军 , 黄莉萍 , 符锡仁

无机材料学报

陶瓷连接技术是结构陶瓷实用化必须解决的难题之一．氧氮玻璃与氯化硅陶瓷间良好的化学相容性，保证了连接的有效性和可靠性．本文对氧氮玻璃的性能、连接机理以及结合强度的影响因素作了简要的综述．

关键词: 氧氮玻璃 , silicon nitride , joining , bonding strength

反应烧结Si₃N₄陶瓷微型转子的制备

李敬锋 , 杉木真也 , 田中秀治 , 江刺正喜

无机材料学报

介绍了一种适合于制备Si₃N₄陶瓷微细部件的微细制备技术.该技术主要包括Si粉的预烧结成形和微型加工以及反应烧结等三部分,结合了Si粉预烧结体的可加工性和Si₃N₄反应烧结所具有的近净尺寸成形特点,具有制备Si₃N₄陶瓷三维微细部件的优势.本研究利用该技术成功地制备了直径5mm、厚度1.2mm、叶片厚度大约70μm的Si₃N₄陶瓷微型转子.

关键词: 陶瓷MEMS , microdevices , microfabrication , silicon nitride , ceramic turbine rotor

氮化硅陶瓷的液相连接研究

解荣军 , 黄莉萍 , 陈源 , 符锡仁

无机材料学报

本文研究了用氧氮玻璃作为中间层材料连接氮化硅陶瓷．结果表明，在1600℃×30min、5MPa的外加压力条件下，氮化硅陶瓷的结合强度达到基体氮化硅陶瓷的57％．结合层内的结构与基体氨化硅十分相似，但是晶粒尺寸较细，两者结构上的一致性对于提高结合强度起着重要的作用．

关键词: 连接 , silicon nitride , bonding strength

添加β-Si₃N₄棒晶对氮化硅陶瓷力学性能的影响

陈殿营 , 张宝林 , 庄汉锐 , 李文兰

无机材料学报

将由自蔓延燃烧合成法制备的β—Si₃N₄棒晶加入到α-Si₃N₄起始原料中,研究了热压烧结氮化硅陶瓷力学性能的变化.随棒晶添加量的增加,材料的韧性提高,抗弯曲强度下降.与不加棒晶相比,加入8wt％的β-Si₃N₄棒晶可使陶瓷的韧性从4.0MPa·m^1/2提高到6.7MPa·m^1/2.断口形貌和压痕裂纹的显微结构观察表明,韧性的提高源于长柱状晶粒的拔出和裂纹的偏转.

关键词: β-Si₃N₄棒晶 , silicon nitride , fracture toughness

凝胶注模工艺制备高强度多孔氮化硅陶瓷

张雯 , 王红洁 , 张勇 , 金志浩

无机材料学报

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、加工性能优良的坯体,烧成的多孔氮化硅陶瓷强度均>150MPa,气孔率>50％。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si₃N₄晶搭接而成的。均匀的气孔分布和柱晶结构是获得高性能的主要原因。

关键词: 凝胶注模 , porous ceramics , silicon nitride

DESIGN AND PREPARATION OF SILICON NITRIDE COMPOSITE WITH HIGH FRACTURE TOUGHNESS AND NACRE STRUCTURE

Y Huang , H.N Hao , Y.L. Chen and B.L.Zhou (1)Department of Materials Science and Engineering , Tsinghua University , Beijing 100084 , China 2)Institute of Metal Research , Chinese Academy of Sciences , Shenyang 110015 , China Manuscript received 26 August 1996)

金属学报(英文版)

A new way of designing and preparing silicon nitride ceramic composite with high fracture toughness and nacre structure has been proposed. To mimic the laminated structure of nacre, Si_3N_4 matrix ceramic layer can be obtained through compacting rolling method. To mimic the secondary toughening of nacre structure, SiC whisker is added into Si_3N_4 and acts as the secondary toughening phase. Boron nitride (BN)is selected to mimic the organic layer in nacre so as to form the weak interfaces between Si_3N_4 layers. Alumina is added into BN to adjust the bonding strength of the interface.The Si_3N_4 sheets are stacked into the die after coating with BN. After the removal of the organic matter in them, the green body is hot pressed at 1820℃for 1.5 hours under N_2 atmosphere. The fracture toughness of the so-made Si_3N_4 composite at room temperature is 20.36MPa m~(1/2), the three-point bending strength at room temperature is 651.47MPa. The crack spreads and deflects along the interface between BN and Si_3N_4 layer and extends through the BN layer into Si_3N_4 layer. The improvement of the fracture toughness may be due to the staircase-shape-like crack which provides the long crack path, the fracture and deformation of Si_3N_4 layer, and the pullout of SiC whiskers from the Si_3N_4 layer.

关键词: :secondary toughening , null , null , null

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