自蔓燃氮化硅陶瓷的燒結(jié)技術研究.pdf

1、本文采用硅粉和氮氣為原料，采用自蔓燃高溫合成方法制備氮化硅粉體，選擇自制的氮化硅粉體為稀釋劑，NH4Cl為添加劑，通過調(diào)節(jié)硅粉的粒度和初始氮氣的壓力來研究自蔓燃合成氮化硅粉體的影響因素。將自蔓燃合成的粉體燒制陶瓷與硅粉氮化粉體燒制的陶瓷進行了比較研究。通過X射線物相分析、透射電鏡手段分析等研究了自蔓燃合成的氮化硅粉體和陶瓷的性能。
　　 研究表明分析結(jié)果表明：當燃燒溫度升高時，粉體的β相含量、粉體粒度、氮含量隨之升高，氧含量降低

2、；游離硅含量與燃燒溫度關系影響不大，主要由反應物料的厚度決定，由表層到底部游離硅含量逐步升高。通過X射線分析計算可以得出：稀釋劑氮化硅粉體中有一部分α相轉(zhuǎn)化為β相；選用粒度較粗的硅粉合成的氮化硅粉體，反應期間燃燒溫度較高，燃燒速度較快，合成的粉體粒度較大，α相偏低；同時由于添加劑NH4Cl的存在，在高溫時分解產(chǎn)生NH3和HCl，并與Si發(fā)生反應形成SiCl4，促進了反應的進行，既降低了反應的燒結(jié)溫度，又有利于α相的生成，由于NH4Cl的

3、存在，SHS反應不僅僅是硅粉直接氮化機制，α-Si3N4的生成還包含有氣-晶生長機制，棒狀的β-Si3N4的生成包含氣-固-液生長機制。
　　 采用氣壓燒結(jié)制備氮化硅陶瓷，對自蔓燃粉體和硅粉直接氮化粉體制備的陶瓷進行了比較，研究了兩種粉體的手工造粒和噴霧造粒制備的陶瓷的比較。通過計算陶瓷燒結(jié)相對密度，測試抗彎強度、硬度、斷裂韌性分析研究氮化硅陶瓷的燒結(jié)特性。研究表明通過增加氮氣壓力、合適的燒結(jié)助劑配比以及合適的燒結(jié)溫度，采用自蔓