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《氮化硅復(fù)相陶瓷材料的制備與性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要本論文以氮化硅在天線罩材料上的應(yīng)用為背景，研究了堇青石和鋰輝石作為燒結(jié)助劑在氮化硅材料燒結(jié)過程的作用，探討了燒結(jié)機(jī)理。通過材料力學(xué)性能和介電性能的表征，證明復(fù)合燒結(jié)助劑更有利于促進(jìn)材料低溫?zé)Y(jié)。分別通過Sol—gel法和固相法，在1250。C燒結(jié)制備得到堇青石粉體。將按照3：7的比例混合的堇青石和氮化硅復(fù)合粉體成型、燒結(jié)。在1350。C到15150c的燒結(jié)溫度范圍獲得結(jié)構(gòu)富含大量微孔的復(fù)相陶瓷材料。材料主晶相為Si2N20，經(jīng)研究認(rèn)為是Si3N4、Si02、Si2N20在高溫綜合作用的結(jié)果。Sol—gel法堇青石作為
2、燒結(jié)助劑的樣品在燒成過程中以蒸發(fā)一凝聚傳質(zhì)為主，抗彎強(qiáng)度很低。而固相法堇青石作為燒結(jié)助劑的樣品以溶解一沉淀為主要傳質(zhì)機(jī)理，在14900C燒成后保持了一定的強(qiáng)度(147．09MPa)，同時(shí)可以獲得較好的介電性能(￡_5．174，tgS=1．340x10之)。在研究堇青石的基礎(chǔ)上，通過S01．gel法和固相法，在12000C煅燒，制備得到鋰輝石粉體。按照不同的比例混合堇青石和鋰輝石為復(fù)合燒結(jié)助劑，與氮化硅復(fù)合粉體混合、成型、燒結(jié)。S01．gel法鋰輝石作為燒結(jié)助劑沒有對材料介電性能產(chǎn)生明顯改善，燒結(jié)后的樣品抗彎強(qiáng)度很低。固相
3、法鋰輝石與堇青石作為復(fù)合助劑的材料經(jīng)燒結(jié)后比堇青石單一助劑更加明顯的降低了材料燒結(jié)溫度，燒結(jié)后強(qiáng)度明顯提高。但是燒結(jié)溫度繼續(xù)升高會引起強(qiáng)度的下降，證明鋰輝石一方面可以降低燒結(jié)溫度，實(shí)現(xiàn)較致密的燒結(jié)；另一方面隨著溫度的繼續(xù)升高，鋰輝石的玻璃相大量析出，會導(dǎo)致材料力學(xué)性能降低。經(jīng)過比較，認(rèn)為堇青石與鋰輝石比例為2：1的復(fù)合燒結(jié)助劑，在13900C燒結(jié)后e=4．103，t96=2．641x10一，抗彎強(qiáng)度為129．77MPa，基本滿足了材料的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：氮化硅；堇青石；鋰輝石；復(fù)相材料ABSTRACTThefundament
4、algoalofthestudyWastodevelopasinteringadditivesystemforsiliconnitridebasedceramicsinradomeapplicationuse．Cordieriteandspodumenewerefabricatedandmixedwithsiliconnitridepowders．Thereactionsinsinteringprocesswerediscussed，andthedielectricpropertiesandmechanicalprope
5、rtiesindicatedthatacompositesinteringadditivehadagreateffectindecreasingsinteringtemperature·．Thecordieritepowdersthatwerepreparedbybothsol-gelmethodandsolid-statereactionmethodwereusedassinteringadditives．ThemainphasewasidentifiedasSizN20inhi曲sinteringtemperatur
6、es，whichWasbelievedasaresultantofcomplexreactionofSisN4，Si02andSi2N20．Evaporating—condensationtransferringtookplaceinthesinteringprocessforthesamplesusingsol·gelmethodcordierite，buthi曲strengthcouldn’tbeachievedinthisway．Thesamplesusingsolid—statereactioncordierit
7、esinteredat14900Cachievedlowdielectricproperties(￡=5．174，t96=-I．340x10。)wimanappropriatestrength(147．09MPa)，whichcouldbeexplainedbysolution-precipitationtransferring．Thespodumenepowderswerefabricatedat12000Cbybothsol—gelmethodandsolid-statereactionmethod．Spodumen
8、eandcordieritemixedascompositeadditivewereusedinsinteringsiliconnitridematerial．Thesamplesusingsol—gelmethodspodumenecoulddecreasethesinteringtemperature，butdi
