复合添加制备silt3gtnlt4gt多孔陶瓷材料的研究

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1、昆明理工大学硕士学位论文摘要摘要本课题以硅粉为原料，以碳粉和尿素为造孔剂，以A1203、Y203、Fe、Al为烧结助剂，采用常压反应结合造孔剂法制备氮化硅基多孔陶瓷。本文通过实验系统研究了造孔剂、烧结助剂、成型压力等工艺因素对制各材料的XRD、孔特性(显气孔率、孔径、孔结构)及性能的影响，并探讨了其相互关系，有助于精确控制多孔陶瓷的孔特性与性能，从而制备出性能优良的氮化硅多孔陶瓷。研究结果表明：采用反应烧结，结合常压烧结工艺可制备出si3N4基多孔陶瓷材料；对添加单一烧结助剂(A1203与Y20

2、3)与复合添力H(A1203、Y203、Fe、A1)的试样进行了物相分析，试样都有a．Si3N4和B．Si3N4生成，且复合添加的效果明显。随着造孔剂含量的增加，试样的显气孔率增加，平均气孔孔径增大。添加造孔剂(碳粉与尿素)在25％内，可制得平均孔径在16u1TI．22urn之间的氮化硅多孔陶瓷，在复合添加A1203、Y203、Fe、Al、碳粉和尿素的条件下，添加碳粉试样的显气孔率变化幅度高于添加尿素的试样，平均孔径低于同含量添加尿素的平均孔径，气孔分布均匀。在单一添加氧化物作为烧结助剂的条件下

3、，氧化物含量在20％内，添加Y203与添加A1203试样的平均孔径均在14．87lam～16．53um之间，添加Y203试样的气孔分布均匀。对添加相同含量A1203、Y203、Fe粉、Al粉，不同含量的c粉、尿素的条件下，碳粉含量的增加可提高材料的显气孔率，降低材料的抗压强度；在气孔率相同的情况下，增加成型压力可提高制品的抗压强度。此外，论文还对氮化硅多孔陶瓷的硬度、抗弯强度进行了初步探讨。关键词：氮化硅；多孔陶瓷；烧结助剂；造孔剂昆明理工大学硼士学位论文AbstractThepaperdisc

4、ussedthatSilicon-·nitridebasedporousceramicwaspreparedbyreaction—sinteringandpressless-sinteringwiththepowderofSiasrawmaterial，A1203、Y203、FeandAIassinteringaids，carbonandureaaspore-formingagent．Inthepaper，theeffectofsomeimportantfactorsincludingpore-

5、formingmaterial，sinteringaids，formingpressureonXRDandtheporeproperties(includingapparentporosity，poresize，porestructure)ofSilicon-nitridebasedporousceramicswereresearchedandanalyzedsystematically。Moreover，someeffectivemethodsinaccuratelycontrollingpo

6、repropertiesofporousceramicswereproposed。InorderthatporepropertiesofSilicon-nitridebasedporousceramicsarecontrolledaccuratelyandexcellentfunctionswereobtained．TheresultshowedthatSilicon-nitridebasedporousceramicwasfabricatedbythecomplextechnology．The

7、samplesofA1203andY203assinteringaidsandthesamplesofA1203、Y203、FeandAIassinteringaidsarecomposedofB—Si3N4anda-Si3N4．TheeffectofaddingA]203、Y203、FeandA1assinteringaidswereobvious．Withthecontentofpore—formingagentincreasing，apparentporosityandaveragepor

8、esizewereincreased．Si3N4porousceramicswithaverageporesizefrom16拜mto22“mwereobtainedbyaddingpore-formingagent(carbonandurea)in25％．Theporeofsamplesaddingcarbondistributeduniform，whichapparentporositychangedsharperthanapparentporosityaddingureaandaverag