氮气压力对多孔氮化硅陶瓷显微组织和力学性能的影响

• 作者: 张俊禧 徐照芸 施志伟 杨建锋 王波 秦毅 胡伟 赵中坚
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 氮化硅 氮气压力 长径比
• 年，卷（期）: 2014,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 701-705
• 页数: 5页
• 分类号: TQ174
• 字数: 3594字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1077.2014.13531

摘要

以α-Si3N4为原料， Y2O3为烧结助剂，在三种不同的氮气压力(0.12、0.32和0.52 MPa)下烧结制备了多孔氮化硅陶瓷。研究了氮气压力对氮化硅的烧结行为、显微组织和力学性能的影响，分别通过SEM观察显微组织并统计晶粒的长径比，通过 XRD 对物相进行分析，并对烧结试样进行三点弯曲强度测试。随着氮气压力的提高，多孔陶瓷的线收缩率降低、气孔率提高，这是由于低熔点的液相中N含量随氮气压力的提升而增加，导致了液相粘度提高，抑制陶瓷致密化。随着氮气压力的提高，组织中的棒状β-Si3N4生长良好，晶粒长径比增大，其原因是高的液相粘度抑制了β-Si3N4形核，有利于β-Si3N4生长。由于β-Si3N4棒状晶的作用，陶瓷弯曲强度随氮气压力的升高得到改善，但是气孔率的升高降低陶瓷的强度。在0.52 MPa的氮气压力下烧结的多孔陶瓷气孔率达58%，弯曲强度为140 MPa。