利用高長徑比β-Si3N4晶須模壓制備氮化硅多孔陶瓷及性能研究

編號：NMJS08485

篇名：利用高長徑比β-Si3N4晶須模壓制備氮化硅多孔陶瓷及性能研究

作者：史卓濤 智強(qiáng) 白宇松 李鳳 王波 楊建鋒

關(guān)鍵詞： β-Si3N4晶須 多孔氮化硅 有效搭接

機(jī)構(gòu)： 西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 為改善多孔氮化硅的抗彎強(qiáng)度和耐高溫性,通過常壓燒結(jié)制備β-Si3N4晶須,將其壓制成型后采用酚醛樹脂浸漬碳化,再通過SiO蒸汽與殘留碳反應(yīng)實(shí)現(xiàn)碳熱還原過程,制備α-Si3N4搭接的β-Si3N4晶須多孔陶瓷,并研究了β-Si3N4的晶須尺寸、成型壓力和浸漬次數(shù)對多孔陶瓷性能的影響。結(jié)果表明:添加燒結(jié)助劑Y2O3與采用松裝方式有利于提高β-Si3N4晶須長徑比,其平均長徑比為13.8,最高可達(dá)25.7。成型時(shí)增加壓力可以提高材料的致密度和晶須的定向程度,增加晶須搭接點(diǎn)的數(shù)量,降低氣孔率,從而有利于改善材料的強(qiáng)度。增加浸漬次數(shù)提高碳熱還原后α-Si3N4的含量,1~3次浸滲提高了氮化硅晶須的搭接程度,因而強(qiáng)度大幅度增加,超過三次浸漬后晶須之間實(shí)現(xiàn)了有效搭接。因此,材料強(qiáng)度由于氣孔率的降低而小幅增加,120 MPa成型的樣品五次浸漬后其氣孔率和抗彎強(qiáng)度分別為41.0%和213.4 MPa。