籽晶添加对氮化硅陶瓷显微结构与力学性能的影响-论文.pdf

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1、第27卷第8期无机材料学报Vl01．27NO．82012年8月JournalofInorganicMaterialsAug．，2012文章编号：1000—324X(2012)08—0807—06DoI：10．3724／SP．J．1077．2012．11555籽晶添加对氮化硅陶瓷显微结构与力学性能的影响张英伟1,2余建波，夏咏锋2，左开慧2，姚冬旭2，曾宇平2，任忠鸣(1．上海大学材料科学与工程学院，上海市现代冶金和材料制备重点实验室，上海200072；2．中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，上海200050)摘要：以不同配比的Y203一A1203为烧结助剂，通过

2、添加3wt％~单分散pSi3N4籽晶，采用气压烧结制备了氮化硅陶瓷，并对所得材料的相组成、密度、室温和高温力学性能及显微结构进行了研究．结果表明：不同烧结助剂配比的c【一Si3N4粉体在1800~C保温2h即全部转化为p—Si3N4，且各烧结体的相对密度都达到了97％以上．在6wt％Y，O和4．5wt％A1203为烧结助剂时，添加3wt％籽晶的样品其室温强度和1200~C高温强度分别提高了20％~1316％，断裂韧性提高了8％．关键词：p—Si3N4籽晶；力学性能；晶粒形貌；液相粘度中图分类号：TQ174文献标识码：AMicrostructureandMechanicalPerforma

3、nceofSiliconNitrideCeramicswithSeedsAdditionZHANGYing—Wei’，YUJian—Bo，XIAYong—Feng，ZUOKai—Hui，YAODong—Xu，ZENGYu．Ping。RENZhong—Ming(1_KeyLabofModernMetallurgyandProcessingofMaterials，DepartmentofMaterialScienceandEngineering．ShanghaiUniversity,Shanghai200072，China；2．StateKeyLaboratoryofHighPerforma

4、nceCeramicsandSuperfineMicrostructures，ShanghaiInstituteofCeramics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China)Abstract：WithY203：A12O3ofdifferentweightratiosassinteringadditivesand3wt％p—Si3N4seedsaddition，sili—connitrideceramicswerepreparedbygaspressuresintering．Thephasecompositiondensity，micro

5、structure，room，temperatureaswellaselevatedtemperaturemechanicalpropertieswereinvestigated．Theexperimentalresultsin—dicatedthatthe0【_pphasetransformationofsiliconnitridewouldbefinishedat1800~Cfor2h，andthedensitiesOfallspecimenswereover97％oftheoreticaldensity．Comparedwiththespecimenwithoutseedsaddi

6、tion．theroomtemperaturebendingstrength，theelevatedtemperatureflexuralstrengthat1200~Candthefracturetoughnessofthespecimenwith6wt％Y203—4．5wt％A1203and3wt％p—Si3N4seedsadditioncanbeimprovedby20％，16％and8％．respectively．Keywords：p—Si3N4seeds；mechanicalproperty；grainmorphology；viscosityofliquidphase氮化硅是一

7、种室温和高温力学性能优异，且具有良好的抗热震、抗氧化、耐腐蚀等性能的高温结收稿日期：2011-09．01；收到修改稿日期：2011—10—30基金项目：国家自然科学基金(50902140、50872142)；上海市重大专项课题(08DZlI30100)；上海市现代冶金与材料制备重点实验室开放课题(SELF一2010—03)NationalNaturalScienceFoundationofChina(50902140，5087214