温度对原位反应制备的 Si–B–O–N 陶瓷微观结构及力学性能的影响.pdf

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1、硅酸盐学报第40卷第9期VO1．40，NO．92012年9月J0URNALOFTHECHINESECERAMICSO·CIETYSeptember，2012温度对原位反应制备的Si一O-N陶瓷微观结构及力学性能的影响吴赞，王智慧1，侯圣英，纪伟，宋亮，温广武(1．中国兵器工业第五二研究所，装甲与反装甲材料技术国防科技重点实验室，山东烟台264003；2．哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院，山东威海264209)摘要：为满足新型透波陶瓷工程应用需要，利用硼酸脱水得到的氧化硼与氮化硅在1400～1800℃原位反应制各si—o_N陶瓷。借助X射线衍射仪、x射线光

2、电子能谱仪、Fourier变换红外光谱分析仪和扫描电子显微镜研究了热处理温度对si_B—_N陶瓷物相组成、结构及力学性能的影响。结果表明：氧化硼和氮化硅的原位反应在1600℃以上完成，所得产物为氮化硼和掺杂硼、氮元素的石英玻璃，其体积分数分别为30％和70％；原位反应结束后，随温度提高，氮化硼生长速率逐渐加快，晶粒尺寸由纳米级逐渐长大为亚微米级，非晶相中硼、氮元素含量逐渐降低；受氮化硼纳米晶强化作用以及非晶相结构影响，在1700℃获得的sB一_N陶瓷力学性能较好关键词：硅—硼一氧一氮陶瓷；氮化硅；氧化硼；氮化硼；透波陶瓷；原位反应中图分类号：TB332文献标志码

3、：A文章编号：0454-5648(2012)09-1265—06网络出版时间：2012--08-2115：42：49网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／11．2310．TQ．20120821．1542．201209．1265_003．htmlInfluenceofTemperatureonMicrostructureandMechanicalPropertyofSi_]_(】L_-NCeramicsFabricatedbyin-situReactionMethodWUYun，WANGZhihui，HOUShengying

4、，JlWei，SONGLiang：，WENGuangwu。(1．NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonArmorandAnti—armorMaterials，No．52InstituteofChinaOrdnanceIndustryGroup，Yantai264003，Shandong，China；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnologyatWeihai，Weihai264209，Shandong，China)Abs

5、tract：Tomeettheneedofengineeringapplication．Si—B—0—-Nceramicsweresynthesizedviathein-situreactionbetweensiliconnitrideandboronoxidedehydratedfromborieacidatdiferentheattreatmenttemperatures(f⋯el4OO一1800℃1．Efleetofheattreatmenttemperatureonphasecomposition．microstructureandmechanica1p

6、ropertieswerestudiedbyX—raydifractometer,infraredspectroscopy,X—rayphotoelectronspectroscopyandscanningelectronmicroscope．Theresultsshowedthatthein-situreactionbe-tweenSi3N4andB2O3wascompletedat>1600℃，whilethereactionproductsmainlyconsistedof30％(volumefraction，thesamebelow)boronnitri

7、deand70％amorphousphasewhichwasaquartzglassdopedwithboronandnitrogenelements．Aftertheinsitureaction．thegrowthrateofBNcrystalsincreasedgraduallywithincreasingthetemperature．Simultaneously,thegrainsizechangedfromnano．scaletosubmicronsize．andthecontentofboronandnitrogenelementsinamorphou

8、sphasedecrea