Si3N4基陶瓷材料的微结构控制及其力学性能的优化

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jsdhxmb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
采用溶胶-凝胶法合成了BaAl2Si2O8 (BAS)及Ba0.75Sr0.25Al2Si2O8 (BSAS)非晶粉末,通过DSC非等温结晶动力学及1450℃等温结晶试验,揭示了Sr2+对钡长石玻璃粉末的结晶行为及其六方→单斜相变的影响规律。采用热压烧结法合成了50wt%Si3N4/BSAS陶瓷材料,XRD物相及热膨胀分析表明单斜钡长石仅能与α相Si3N4共存,β-Si3N4使得六方钡长石更加稳定。以氧化物原位反应生成BAS或BSAS玻璃陶瓷为基础,采用放电等离子烧结法(1800℃/5min)和无压烧结法(1900℃/60min)合成了70wt%Si3N4增强BAS及BSAS陶瓷材料,并进行(1800℃/60min/2.0MPaN2)后续热处理;采用热压烧结法1800℃/80min和1700℃/40min+1800℃/120min合成了70wt%Si3N4/BAS和60wt%Si3N4/BAS陶瓷材料。系统研究了烧结方式、烧结工艺及热处理对显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:(1)热压和SPS法与无压烧结法相比可促进液相润湿Si3N4,从而提高Si3N4的转变速率;(2) SPS烧结不但能够实现Si3N4/BAS和Si3N4/BSAS陶瓷材料的快速致密化,还能够完成Si3N4/BAS陶瓷材料中Si3N4的α→β转变;(3) SPS结合后续热处理或两步烧结法,避免致密化过程中Si3N4的α→β转变,利用原料中混入β-Si3N4晶粒的成核作用,可在Si3N4/BAS陶瓷材料中产生双模式组织;(4)经过热处理调整显微结构并缓解残余应力,材料的弯曲强度和断裂韧性可达968 MPa和8.9 MPa·m1/2,断口为穿晶断裂,棒晶传递并承受载荷、裂纹桥连和偏转是主要的强韧化机制。以10wt%BAS作添加剂,采用热压烧结法(1800℃/80min)合成了高韧性的复相(10%α+90%β)-SiAlON和(40%α+60%β)-SiAlON陶瓷材料。显微组织的特征为高长径比β-SiAlON棒晶均匀分布在α-SiAlON及BAS共同构成的基体上。晶间相BAS有利于界面脱开及裂纹偏转、棒晶桥连,使复相(α+β)-SiAlON/BAS陶瓷材料具有较高的弯曲强度和断裂韧性。以5wt%BAS作添加剂,采用热压烧结法合成了化学式为RE1/3Si10Al2ON15的自韧化α-SiAlON/BAS陶瓷材料,系统地研究了烧结工艺、后续热处理、稀土类型(单元和双元)对自韧化α-SiAlON/BAS陶瓷材料的物相、显微组织演变及力学性能的影响规律。阐述了中间相β-SiAlON出现的原因,并采用控制烧结工艺参数及高温热处理两种方法予以消除;采用1200℃/2h-1500℃/1h-1800℃/1h三步烧结法排除BAS溶解RE、Al、N等因素的影响,促进α-SiAlON的形成,获得了理想相组成的α-SiAlON/BAS(5wt%)陶瓷材料;BAS液相能够显著改变α-SiAlON晶粒的生长行为,提高α-SiAlON陶瓷材料中棒晶的含量及其长径比,有效地实现了α-SiAlON/BAS (5wt%)陶瓷材料的自韧化。这种新型陶瓷材料的显微组织及力学性能可通过改变稀土类型及可控热处理等方法进行优化。BAS溶解少量的稀土元素可促进钡长石结晶及六方→单斜相转变。
其他文献
信息化技术的影响无处不在,在金融经济管理中,充分利用信息化技术,可以有效提升金融经济的管理水平和管理效率,对于提升金融企业的良好发展具有重要的促进作用。本文以金融经
目的:观察选择性动脉化疗栓塞术治疗中晚期宫颈癌的临床疗效.方法:32例中晚期宫颈癌患者(Ⅱa期5例、Ⅱb期24例、Ⅲ期3例)行选择性动脉化疗栓塞术治疗,并进行疗效、副反应与并
虽然美声声乐艺术在我国有了一定的发展,但仍被寻常百姓认为是"阳春白雪",无法理解其真正的审美意蕴,美声唱法也没有真正契合寻常百姓的审美需求。如何在声乐艺术教育普及下
重庆中国三峡博物馆发挥带动辐射功能,结合重庆直辖体制和大城市、大农村、大库区、大山区实际,在借鉴吸纳中外博物馆总分馆制经验的基础上,对总分馆制进行了有益的探索与实践,取
报纸
在符号经济的新语境下四川白酒如何创新发展,发掘和再造品牌符号,从而扩大品牌的文化附加值。笔者调研四川六大名酒,提出重构原型、讲述品牌故事、构建消费者仪式等策略。 U
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
<正>菜螟又名钻心虫、剜心虫、萝卜螟、甘蓝螟、掏心虫、白菜螟、菜心野螟等,属鳞翅目螟蛾科,是世界性害虫。1危害症状为害萝卜时,幼虫吐丝结网将萝卜心叶形成一团,并躲在里
本论文主要研究在水热反应体系下,系列锰基、铁基复合氧化物的合成、表征以及电磁性能方面的研究。对钙钛矿型锰酸盐A位K离子以及B位Fe离子的掺杂条件作了系统的摸索,并且对
本论文丰富和发展了水热法和溶剂热法制备技术。采用溶剂热方法,以BiCl4—CTA+层状结构作前驱物,分别以水和乙醇为溶剂在140℃成功合成了Bi2S3的纳米线;在水热体系中制备出了CdS