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《si3n4基复相陶瓷材料的制备及力学性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、Si3N4基复相陶瓷材料的制备及力学性能SisN基复相陶瓷材料的制备及力学性能/王思青等?459?Si3N4基复相陶瓷材料的制备及力学性能王思青,张长瑞,王圣威,齐共金,曹峰,胡海峰,姜勇刚(国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防重点实验室,长沙410073)摘要基于高马赫数导弹天线罩为应用背景,以Si粉,BN粉,Si02粉为主要原料,采用反应烧结法制备Si.N4基复相陶瓷材料,探讨了原料组成以及制备工艺对力学材料性能的影响规律,采用SEM观察了材料的断口形貌.结果表明:当原料中Si,BN和Si02的含量分别为55%,3O和1O时,采用分段升温烧结工艺制备的材料力学性能最好
2、,强度达到94.3MPa,断裂韧性1.69MPa?m/2,模量45.2GPa.关键词天线罩氮化硅氮化硼石英反应烧结陶瓷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试验鄹置1瓦{I笪天线罩是寻的制导武器弹头上一种集承载,透波,防热,耐蚀等多功能于一体的结构/功能部件.其材料不仅要求轻质,耐高温,具有良好的常温和高温力学性能好,还要求其介电常数(<1O)和介电损耗(<1×10)低
6、,耐冲刷,耐雨蚀能力强.这些苛刻的要求限制了高温天线罩候选材料的种类.目前,石英陶瓷及石英织物增强二氧化硅复合材料可能是唯一在国内外已被成功用于多种5马赫以上型号的导弹天线罩材料,但这些材料的抗雨蚀能力差,易吸潮,耐高温能力差,难以适用于更高马赫数的导弹.而针对更高马赫数的导弹天线罩材料,人们普遍认为S-bN4和BN是主要的候选者_l].这是因为S-bN4在高温和常温下都具有良好的力学性能,同时还具有良好的热稳定性,低的介电损耗,高的耐冲蚀性能;而BN具有极高的升华热,优良的介电性能,突出的热震性和低的密度.但Si.N4介电常数偏高,BN耐冲刷能力差.为了改善Si.N4和BN
7、单独作为天线罩材料的不足,很多学者采用制备其复相陶瓷方法取得了一定的效果,但均处于实验室阶段_5q].本文首次以Si粉,S"粉和BN粉为主要原料,采用反应烧结法制备含有S.bN4和BN及Si02的复相陶瓷材料,并主要探讨了材料的制备工艺及力学性能,其最终目的是希望制备出兼有三者良好性能的高马赫数导弹天线罩材料.*二炮武器装备预研项目王思青:男,1969年生,副研究员Tel:0731—45764331.1主要原料Si粉:纯度为99(Fe,Cu,Sb等≤1.O%),200目,中国医药集团上海化学制剂公司制造
