原位无压烧结制备Si2N2O-Si3N4复相陶瓷

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1、维普资讯http://www.cqvip.com4材料工程／2008年5期原位无压烧结制备Si2N2O-Si3N4复相陶瓷FabricationofSi2N2O—Si3N4Ceramicsbyin-situPressurelessSinteringProcess裴雨辰，李嘉禄，于长清，李淑琴(1天津工业大学复合材料研究所，天津300160；2航天特种材料及工艺技术研究所，北京100074)PEIYu-chen，LIJia-lu，YUChang-qing，LIShu-qin(1CompositeResearchInstitute，TianjinPolytechnicUn

2、iversity，Tianjin300160，China；2AerospaceInstituteofSpecialMaterialsandTechnology，Beijing100074，China)摘要：以YzOs和AlzOs陶瓷粉体作为烧结助剂，原位无压液相烧结制备sisN．-SizNzO复相陶瓷，s．2NzO相通过SiOz+sisN．一2SizNO反应生成。生坯采用注凝成型制备，然后在1780℃保温2h烧结，烧结体基本由板条状的si2NzO及长柱状的8一sisN．晶粒构成。sizNzO陶瓷相对于sisN．陶瓷而言，具有优异的抗氧化性能，低的弹性模量，以及低的热膨

3、胀系数，因此，si2NO-Si。N．复相陶瓷结合了两者的优异性能，并大大提高了材料的热冲击性，材料的热冲击温差即使达到1200℃，其残余强度基本上没有变化。关键词：原位无压；si2N2O；Si。N．；复相陶瓷中图分类号：TB126文献标识码：A文章编号：1001-4381(2008)05-0004—03Abstract：Si3N4一Si2N20compositeswerepreparedwithin-situliquidpressurelesssinteringprocessusingY2O3andA12O3powdersassinteringadditives．Th

4、eSi2N2Ophasewasobtainedbyin-situreac-tionofSio2+Si3N4—2Si2N2O．Thegreenbodywasfabricatedbygel—castingprocess，andthensin—teredby1780℃for2h．ThesinteredbodywascomprisedbytheplateSi2N20androdi3-Si3N4grains．ComparedtotheSi3N4ceramic，Si2N2Oceramicpossessedsuperioroxidationresistance，lOWelastic

5、modulus。lOWthermalcoefficientandlOWthestrength．DuetothecompositescombineddesirablepropertiesofSi2N2OandSi3N4，thethermalshockresistancewasimprovedgreatly．Thetemperatureofthermalshockcouldreach1200℃．Keywords：in-situpressureless；Si2N2O；Si3N4；dual—phaseceramic氮化硅陶瓷以其较高的高温强度、较好的耐磨性性模量低，因此，结合

6、两者的优异性能，可预期制备出和耐蚀性等优异的性能，而被授予“全能冠军”的称号，具有更广阔应用前景的复合材料。因此，本工作采用在高温结构材料中备受青睐[1]。但是，由于其韧性氮化硅陶瓷粉体与SiO直接原位合成SiNo—Si。N相对较差，在许多方面的应用受到了限制。目前，研究复相陶瓷，分析了材料的力学性能以及抗热冲击性能，氮化硅陶瓷的增韧途径主要有：纳米增韧，晶须增韧，并对其进行了表征。长纤维增韧等，现在主要采用的方法是在基体中原位生成出大长径比晶粒，通过长晶粒造成的裂纹偏转与1实验桥接进行增韧。氮氧化硅陶瓷出现后，1997年，Mito-mo等提出了在Si。N陶瓷的烧结过

7、程中加入Sioz，1．1实验原料原位生成Si。N-SiNO复相陶瓷来提高陶瓷韧性的以Si。N粉，SiO粉为原料，采用Yo。粉和Alo。方法。他们发现，随着SiNo含量的提高，Si。N陶瓷粉为烧结助剂。Si。N粉为北京紫光方大高技术陶瓷的韧性有很大的提高，当SiNo的含量达到l7(体有限公司生产，纯度为93；SiO粉为成都斯诺威有积分数)时，断裂韧度能达到4MPa·m“，这为Si。N限公司生产，纯度为99．95；Y0。粉料为有研稀土新陶瓷的增韧技术提供了新的途径，但此材料的其他性材料股份有限公司生产，纯度为99．995；A1O。粉料能未进行深入研究。由