cBN-β-Si3N4及cBN-β-Sialon復(fù)合材料的制備.pdf

1、以氮化硅、氮化鋁、氧化鋁、氧化釔等為原料，在熱壓燒結(jié)(5～30MPa，1550～1900℃)和超高壓燒結(jié)(5.5GPa，1500～1750℃)條件下，成功的制備了β-Si3N4及β-Sialon材料。在此基礎(chǔ)上，向原料中添加適量的立方氮化硼微粉，在超高壓燒結(jié)條件下原位合成了cBN/β-Si3N4復(fù)合材料及cBN/β-Sialon復(fù)合材料。揭示了解決了超高壓燒結(jié)過程中出現(xiàn)的電流突降的原因，并改進(jìn)了組裝方式。研究了超高壓燒結(jié)條件下氮化硅的相

2、變行為，考察了燒結(jié)時(shí)間、燒結(jié)溫度對所制備的材料的物相組成、結(jié)晶度和晶體形貌、β-Sialon固溶度及力學(xué)性能的影響。
　　 運(yùn)用X射線衍射技術(shù)對產(chǎn)物的物相組成進(jìn)行分析：采用SEM觀察產(chǎn)物的表面形貌，并用EDS對表面成分進(jìn)行了分析；利用阿基米德原理測試樣條的密度；采用三點(diǎn)彎曲法測試燒結(jié)體樣條的抗彎強(qiáng)度；利用HVS-1000型維氏硬度計(jì)測試樣品的顯微硬度。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超高壓燒結(jié)條件下Si3N4的相變不依賴于體系內(nèi)液

3、相的生成，其相變?yōu)楣滔噢D(zhuǎn)變機(jī)制。溫度對于Si3N4的相變具有重要影響。延長保溫時(shí)間有利于Si3N4棒狀晶體的發(fā)育。在超高壓實(shí)驗(yàn)條件下制備的cBN/β-Si3N4復(fù)合材料具有良好力學(xué)性能，初始cBN含量為50wt％的陶瓷體系獲得的復(fù)合材料具備較高的彎曲強(qiáng)度和硬度，平均數(shù)值分別為830MPa與29.3GPa。超高壓下晶粒細(xì)化是產(chǎn)物具有高強(qiáng)度的主要原因。
　　 采用熱壓燒結(jié)方式時(shí)，在1550～1600℃則難以合成高純度的β-Sialo