Si3N4-SiC復(fù)合陶瓷材料的制備與性能研究.pdf

1、氮化硅(Si3N4)結(jié)合碳化硅(SiC)材料是一種以碳化硅為主晶相、氮化硅為結(jié)合相的高性能耐火材料,具有高溫強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)高、荷重軟化點(diǎn)高、抗熱震性好、抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)低、抗高溫蠕變和抗酸能力強(qiáng)、不被有色金屬潤(rùn)濕等特點(diǎn),應(yīng)用前景十分廣闊。這種材料在各種氣氛中正常使用溫度能達(dá)1500℃,被廣泛用于衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷、電子陶瓷、美術(shù)瓷、陶瓷砂輪、磨具及冶金等行業(yè),并能有效地降低能耗,減少制品缺陷,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
　　 本文

2、以SiC、Si為主要原料,添加適當(dāng)?shù)臒Y(jié)助劑和結(jié)合劑,先經(jīng)普通壓制使坯體成型,其后經(jīng)過(guò)等靜壓法將坯體進(jìn)一步壓實(shí),最后在N2氣氛下燒成,經(jīng)SEM和XRD等分析手段研究了燒成制度、SiC細(xì)粉不同粒度以及不同的燒結(jié)助劑對(duì)Si3N4/SiC復(fù)合陶瓷材料性能的影響,結(jié)果如下:
　　 燒成過(guò)程分兩段,先低溫保溫再高溫保溫。低溫保溫階段,時(shí)間越長(zhǎng),試樣中α-Si3N4生成量越大,β-Si3N4生成量越小,低溫保溫時(shí)間為1h時(shí),試樣高溫?zé)螃?

3、Si3N4/β-Si3N4最佳,試樣顯氣孔率最低,體積密度最高,耐壓強(qiáng)度最大;高溫保溫階段,隨著保溫溫度增加,試樣的顯氣孔率先下降后上升,體積密度和耐壓強(qiáng)度上升后下降,當(dāng)高溫保溫溫度為1550℃試樣顯氣孔率最低,體積密度最高,耐壓強(qiáng)度最大。綜合分析,最優(yōu)燒結(jié)制度為低溫(1350℃)保溫1h,高溫(1550℃)保溫3h。
　　 針對(duì)SiC原料不同粒度研究,結(jié)果表明,以單一粒度作為研究對(duì)象時(shí),SiC粒度越細(xì),試樣的燒結(jié)性能越好,耐壓

4、強(qiáng)度越大,當(dāng)SiC粒度選擇為0.5μm時(shí),試樣的強(qiáng)度最大,為275MPa:以不同級(jí)配原料作為研究對(duì)象,當(dāng)SiC細(xì)粉(0.Sμm)加入量為35％,SiC細(xì)粉(325目)加入量為10%,SiC細(xì)粉(200目)加入量為5%時(shí),試樣各方面性能達(dá)到最佳值;以不同細(xì)粉級(jí)配作為原料所得試樣性能優(yōu)于單一粒度作為原料時(shí)試樣性能。
　　 選用Y2O3細(xì)粉、MA細(xì)粉、滑石細(xì)粉、α-Al2O3細(xì)粉以及ZrO2細(xì)粉作為燒結(jié)助劑進(jìn)行研究,結(jié)果表明:燒結(jié)助劑