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《si3n4基復(fù)相陶瓷材料的制備及力學(xué)性能》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、Si3N4基復(fù)相陶瓷材料的制備及力學(xué)性能SisN基復(fù)相陶瓷材料的制備及力學(xué)性能/王思青等?459?Si3N4基復(fù)相陶瓷材料的制備及力學(xué)性能王思青,張長瑞,王圣威,齊共金,曹峰,胡海峰,姜勇剛(國防科技大學(xué)新型陶瓷纖維及其復(fù)合材料國防重點實驗室,長沙410073)摘要基于高馬赫數(shù)導(dǎo)彈天線罩為應(yīng)用背景,以Si粉,BN粉,Si02粉為主要原料,采用反應(yīng)燒結(jié)法制備Si.N4基復(fù)相陶瓷材料,探討了原料組成以及制備工藝對力學(xué)材料性能的影響規(guī)律,采用SEM觀察了材料的斷口形貌.結(jié)果表明:當(dāng)原料中Si,BN和Si02的含量分別為55%,3O和1O時,采用分段升溫?zé)Y(jié)工藝制備的材料力學(xué)性能最好
2、,強度達(dá)到94.3MPa,斷裂韌性1.69MPa?m/2,模量45.2GPa.關(guān)鍵詞天線罩氮化硅氮化硼石英反應(yīng)燒結(jié)陶瓷PreparationandMechanicPropertiesofSisN4MatrixCeramicsWANGSiqing,ZHANGChangrui,WANGShenwei,QIGongjin,CAOFeng,HUHaifeng,JIANGYonggang(KeyLaboratoryofNationalDefenseTechnologyforAdvancedCeramicFibersandComposites,CollegeofAerospaceandM
3、aterialsEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073)AbstractSi3N4matrixpoly-phaseceramicsthatcanbeappliedtosuper-highmachnumbermissileradomearepreparedviathereactionsinteringprocessinthispaper.Si,BNandSi0powderarethemainrawmaterials.Theeffectsoftherawmaterialsandtheproc
4、essingparametersonthemechanicpropertiesofthematerialareinvestigated.Thefracturesudaceofthesinteredbodiesisobservedbyscanningelectronmicroscope(SEM).Theexperimentalre—suitsshow.thematerialhasthehighestdensity,highestnitridizationdegreeandthebestmechanicalproperties(,E,Klcis94.3MPa,45.2GPaand
5、1.69MPa?m,2,respectively)whenthecontent(inrawmixturepowder)ofSi,BN,SiOzis55,30and10,respectively.Keywordsradome,siliconnitride,boronnitride,quartz,reactionsintering,ceramics0前言1試驗鄹置1瓦{I笪天線罩是尋的制導(dǎo)武器彈頭上一種集承載,透波,防熱,耐蝕等多功能于一體的結(jié)構(gòu)/功能部件.其材料不僅要求輕質(zhì),耐高溫,具有良好的常溫和高溫力學(xué)性能好,還要求其介電常數(shù)(<1O)和介電損耗(<1×10)低
6、,耐沖刷,耐雨蝕能力強.這些苛刻的要求限制了高溫天線罩候選材料的種類.目前,石英陶瓷及石英織物增強二氧化硅復(fù)合材料可能是唯一在國內(nèi)外已被成功用于多種5馬赫以上型號的導(dǎo)彈天線罩材料,但這些材料的抗雨蝕能力差,易吸潮,耐高溫能力差,難以適用于更高馬赫數(shù)的導(dǎo)彈.而針對更高馬赫數(shù)的導(dǎo)彈天線罩材料,人們普遍認(rèn)為S-bN4和BN是主要的候選者_(dá)l].這是因為S-bN4在高溫和常溫下都具有良好的力學(xué)性能,同時還具有良好的熱穩(wěn)定性,低的介電損耗,高的耐沖蝕性能;而BN具有極高的升華熱,優(yōu)良的介電性能,突出的熱震性和低的密度.但Si.N4介電常數(shù)偏高,BN耐沖刷能力差.為了改善Si.N4和BN
7、單獨作為天線罩材料的不足,很多學(xué)者采用制備其復(fù)相陶瓷方法取得了一定的效果,但均處于實驗室階段_5q].本文首次以Si粉,S"粉和BN粉為主要原料,采用反應(yīng)燒結(jié)法制備含有S.bN4和BN及Si02的復(fù)相陶瓷材料,并主要探討了材料的制備工藝及力學(xué)性能,其最終目的是希望制備出兼有三者良好性能的高馬赫數(shù)導(dǎo)彈天線罩材料.*二炮武器裝備預(yù)研項目王思青:男,1969年生,副研究員Tel:0731—45764331.1主要原料Si粉:純度為99(Fe,Cu,Sb等≤1.O%),200目,中國醫(yī)藥集團上海化學(xué)制劑公司制造
