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文檔簡介
1、A1N/BN復相陶瓷綜合了A1N、BN材料的優(yōu)點,具有高熱導率、高絕緣、低介電損耗、介電常數(shù)小、耐高溫、耐腐蝕、抗熱震、可以機加工等一系列優(yōu)良特性。A1N、BN同屬共價鍵化合物,其單相陶瓷以及兩者的復相陶瓷的燒結制備都是技術難題。 本文通過原位化學反應合成A1N/nano-BN復合粉末,引入適量的燒結助劑后,進行放電等離子燒結(SPS),重點研究A1N/nano-BN的SPS燒結過程與致密化機理,探討A1N/nano-BN復相陶
2、瓷的顯微結構和BN含量與其力學性能、電學性能之間的關系。 以硼酸和尿素作為原料,在600℃、高純N<,2>氣氛下原位合成反應12h得到nano-BN均勻包覆在A1N顆粒表面的A1N/nano-BN復合粉末。A1N/nano-BN的SPS燒結過程可以分為三個階段:1500~1600℃為燒結初期;溫度高于1600℃后,燒結助劑Sm<,2>O<,3>與Al<,2>O<,3>在低共熔溫度下形成液相,加速了傳質過程,呈現(xiàn)快速致密化特征,為
3、燒結中期;試樣致密化過程在1700℃之后基本結束,為燒結末期。研究還表明,燒結溫度的升高有利于復合粉體的致密化,溫度高于1700℃時,所有A1N/nano-BN試樣均能實現(xiàn)高致密化,相對致密度達到或超過98.5%。原位合成的A1N/nano-BN復合粉末中,nano-BN以渦流狀t-BN的形式存在,并在SPS燒結時轉化為層狀結構的h-BN。SPS燒結的A1N/nano-BN復相陶瓷顯微結構均勻、致密。Nano-BN的引入使A1N/nan
4、o-BN復相陶瓷的顯微結構更加精細,晶相之間的結合更加緊密,避免了直接引入h-BN軟質相對力學強度產生的不利影響,提高了復相陶瓷的力學強度。含30vol%nano-BN試樣的抗彎強度與A1N單相陶瓷相當。當nano-BN含量為10vol%時,其抗彎強度達到347MPa。隨著nano-BN含量的增加,A1N/nano-BN復相陶瓷的彈性模量和斷裂韌性均呈下降趨勢。A1N/nano-BN復相陶瓷的介電常數(shù)和介電損耗隨nano-BN含量的增大
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