反应烧结合成O'-SiAlON-BN复合材料的工艺研究

• 作者: 张大海 李文超 甄强
• 来源期刊: 耐火材料
• 学科: 工学
• 关键词: O'-SiAlON-BN 反应烧结 模式识别 工艺优化
• 年，卷（期）: 2006,（4）
• 所属期刊栏目: 研发与应用
• 页码范围: 241-245
• 页数: 5页
• 分类号: TQ17
• 字数: 3830字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2006.04.001

摘要

以微米级α-Si3N4、SiO2、Al2O3和h-BN为原料,通过反应烧结法合成了O'-SiAlON-BN复合材料(Si2-zAlzO1+zN2-z的z=0.3).首先在n(SiO2)/n(α-Si3N4)＝1的理论配比,1700 ℃保温2 h的条件下对比研究了Y2O3+TiO2和Y2O3+B2O3两种混合烧结助剂对该复合材料的助烧效果.结果表明:Y2O3+TiO2作为烧结助剂比Y2O3+B2O3有更好的促进烧结作用,且复合材料的相对密度随着BN(分别为10%,20%和30%)的增加而降低;XRD分析发现,α-Si3N4、SiO2原料在理论配比的情况下,会导致β-Si3N4相剩余,为了得到O'-SiAlON和BN相含量高的复合材料,需要加入过量的SiO2.根据此研究结果,在以Y2O3+TiO2作烧结剂,BN加入量为10%的条件下,通过4因素3水平(因素水平如下:A--n(SiO2)/n(α-Si3N4),取1.05、1.1、1.2;B--烧结助剂加入量,取2%、4%、6%;C--烧成温度,取1600 ℃、1650 ℃、1700 ℃;D--保温时间,取1 h、2 h、3 h)的正交试验确定了影响O'-SiAlON-BN复合材料烧结性能的主要因素依次为烧成温度、保温时间、烧结助剂加入量、n(SiO2)/n(α-Si3N4),合成的复合材料相对密度最高的工艺参数组合为A3B3C3D3;利用统计模式识别方法对合成O'-SiAlON-BN复合材料的工艺条件参数进行了优化,得到的优化区为:Y＞1024X2-230.400X+11.088(其中,X=0.9999A-0.0006C-0.0163D,Y=0.0163A+0.0009B-0.0014C+0.9999D),在此优化区内,复合材料中全部为O'-SiAlON和BN相,无残留β-Si3N4相.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李文超	北京科技大学理化系	95	779	14.0	22.0
2	甄强	上海大学材料科学与工程学院纳米科学与技术研究中心	40	215	8.0	12.0
3	张大海	中国航天科技集团总公司第一研究院第703研究所	1	2	1.0	1.0