sialon陶瓷的制备及力学性能研究

《sialon陶瓷的制备及力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨理工大学工学硕士学位论文SIALON陶瓷的制备及力学性能研究摘要本文系统介绍了Sialon陶瓷的性质和结构，阐述了Sialon陶瓷在国内外的研究现状和应用现状，提出Sialon陶瓷研究及应用中存在的问题及展望。本课题从研究不同添加剂对Sialon陶瓷力学性能及微观结构的影响出发，对其进行了较为系统的研究。Sialon为Si3N4．Si02．A1203．AIN系圃溶体，因此欲合成某一具体的相可根据相图按严格的配比并选择适当的条件来完成。本文以氮化硅、氧化铝、和氮化铝为原料，采用无压烧结工艺，在1750℃制备Sialon陶瓷，由于组分的差异，其相应的力学性能及微

2、观组织均有不同程度的差异，本文对所制得的Sialon陶瓷的微观形貌及力学性能进行研究，确立了最佳组分即56％Si3N4-34％A1203．10％AIN，力学性能相对最好，抗弯强度和断裂韧性分别为362．5Mpa和3．31MPa·m”。以制备的性能和显微结构较好的Sialon陶瓷为基体材料，分别选用Y203、La203、Ce203、Nd203和Sm203作为添加剂，利用XRD、SEM等分析手段及三点弯曲、硬度和断裂韧性等力学测试方法，研究了不同添加剂类型及含量对Sialon陶瓷显微组织及力学性能的影响。结果表明：添加Y203试样的力学性能明显优于未添加Y203的试样

3、，且在Y203的加入量为6％力学性能最佳，抗弯强度和断裂韧性分别为390．2$Mpa和4．4MPa·m”2，长柱状晶粒明显增多，长径比也增大，增强增韧效果明显；用轻稀土氧化物部分取代Y203的试样中，以Nd203部分取代Y203试样的抗弯强度和断裂韧性最好，分别为483．2Mpa和4．9MPa·m“2；由于加入了复合稀土添加剂，使得烧结体中形成了较多的长柱状争Sialon晶粒，晶粒发育比较完全，相互交错，提高了材料的韧性，形成的液相填充到晶粒之间的空隙中，提高了材料的密度；另外，轻重复合稀土在Sialon的形成能力上是有差别的，随着稀土原子序数的增加，稀土离子半径

4、减小，Sialon的固溶范围变大，稀土离子在Sialon的固溶量增大。关键词Sialon：无压烧结；添加剂；显微结构-I一堕玺至圣三奎茎三兰堡圭茎堡兰三RESEACHoNTHEPREPARATIONANDMECHANICALPRoPERTYOFSIALoNCERAMICSAbstractInthispaper，thepropertyandthestructureofSialonceramicsareintroduced．SimultaneouslythestudyandapplicationofpresentconditionaboutSialonceramics

5、athomeandabroad[irealsodiscussed．Inaddition，thispaperputforwardtheexistentproblemandexpectationonstudyandapplicationofSialonceramics．T1lissubjectstudiedtheinfluenceofdifferentadditivesonthemicrostructureandmechanicalpropertyofSialonceramicssystemicly．ForSialoniSsosoloidofSi3N4-Si02-A1

6、203-AINsystem．SOmeaconcretephaseCanbesynthesizedaccordingtothemixtureratioofphasediagramandchoosingappropriateconditions．SialonceramicshavebeenstudiedbypressurelesssinteringwiththecomponentsofSi3N4，AI：03，AINat1750"C．Becauseofthedifferentcomponents，differentmechanicalpropertiesandmicro

7、stractureCallbefoundindifferentsamples．ThemorphologiesandthemechanicalpropertiesofSialonceramicspreparedbypressurelesssinteringwereinvestigated．AccordingtOtheresuR，theoptimalcompositionwasconfirmed：thesampleA3whichiScomposedwith56％a-Si3N“34％A1203andlO％AINhastherelativebettermechanical

8、prope