烧结助剂(Y2O3、Al2O3、La2O3)对β-Si3N4自增韧陶瓷的性能研究

• 作者: 艾江 谢娇娇
• 来源期刊: 陶瓷
• 学科: 工学
• 关键词: Si3N4 陶瓷 烧结助剂 β-Si3N4 晶种 长径比 断裂韧性
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 37-43
• 页数: 7页
• 分类号: TQ174.75
• 字数: 3971字
• 语种: 中文

摘要

利用氮化硅陶瓷的自增韧技术,使用复合烧结助剂和在氮化硅基体中添加长柱状β-Si3N4晶种,制备高断裂韧性的氮化硅陶瓷.采用X射线衍射、扫描电镜、阿基米德法、三点抗弯曲强度、单边切口梁法等测试方法对陶瓷的组成、显微结构、显气孔率以及抗弯强度和断裂韧性等进行了分析与表征.首先研究了无压烧结制备氮化硅陶瓷过程中,烧结助剂(Y2O3、Al2O3)对其烧结性能和力学性能的影响,当Y2O3含量为8wt%,Al2O3含量为4wt%时,氮化硅陶瓷的相对密度达95%以上,抗弯强度为674Mpa,断裂韧性为6.34Mpa·m1/2.再通过引入La2O3提高氮化硅晶粒的长径比,使氮化硅陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别达到686Mpa和7.42Mpa·m1/2.通过无压烧结工艺,在1750℃制备了长柱状的β-Si3N4晶种,晶种的平均长度为2.82μm,平均粒径为0.6μm,平均长径比为4.7.笔者着重研究了晶种对氮化硅陶瓷烧结性能和力学性能的影响.在氮化硅陶瓷中加入晶种后,其烧结性能和抗弯强度略有降低,但断裂韧性却得到了很大的提高;且随着晶种添加量的增加,断裂韧性先升高再降低,掺入量为2wt%时断裂韧性达到最大(7.68Mpa·m1/2),提高了20%以上.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	艾江		41	38	3.0	4.0
2	谢娇娇		3	5	2.0	2.0