氮化硅復(fù)相陶瓷材料的制備與性能研究.pdf

1、本論文以氮化硅在天線罩材料上的應(yīng)用為背景,研究了堇青石和鋰輝石作為燒結(jié)助劑在氮化硅材料燒結(jié)過程的作用,探討了燒結(jié)機理.通過材料力學(xué)性能和介電性能的表征,證明復(fù)合燒結(jié)助劑更有利于促進材料低溫?zé)Y(jié). 分別通過Sol-gel 法和固相法,在1250℃燒結(jié)制備得到堇青石粉體.將按照3:7的比例混合的堇青石和氮化硅復(fù)合粉體成型、燒結(jié). 在1350℃到1515℃的燒結(jié)溫度范圍獲得結(jié)構(gòu)富含大量微孔的復(fù)相陶瓷材料.材料主晶相為Si<,2

2、>N<,2>O,經(jīng)研究認為是Si<,3>N<,4>、SiO<,2>、Si<,2>N<,2>O在高溫綜合作用的結(jié)果.Sol-gel法堇青石作為燒結(jié)助劑的樣品在燒成過程中以蒸發(fā)一凝聚傳質(zhì)為主,抗彎強度很低.而固相法堇青石作為燒結(jié)助劑的樣品以溶解-沉淀為主要傳質(zhì)機理,在1490℃燒成后保持了一定的強度(147.09MPa),同時可以獲得較好的介電性能(e=5.174,tgδ=1.340×10<'-2>). 在研究堇青石的基礎(chǔ)上,通過S

3、ol-gel法和固相法,在1200℃煅燒,制備得到鋰輝石粉體.按照不同的比例混合堇青石和鋰輝石為復(fù)合燒結(jié)助劑,與氮化硅復(fù)合粉體混合、成型、燒結(jié).Sol-gel法鋰輝石作為燒結(jié)助劑沒有對材料介電性能產(chǎn)生明顯改善,燒結(jié)后的樣品抗彎強度很低.固相法鋰輝石與堇青石作為復(fù)合助劑的材料經(jīng)燒結(jié)后比堇青石單一助劑更加明顯的降低了材料燒結(jié)溫度,燒結(jié)后強度明顯提高.但是燒結(jié)溫度繼續(xù)升高會引起強度的下降,證明鋰輝石一方面可以降低燒結(jié)溫度,實現(xiàn)較致密的燒結(jié)；另