氮化硅陶瓷的制備及其耐腐蝕性能研究.pdf

1、氮化硅陶瓷是一種具有廣闊發(fā)展前景的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)陶瓷，這種材料強(qiáng)度和韌性很高，同時(shí)具有熱穩(wěn)定性高、硬度大、耐磨、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。本文旨在通過尋求合適的燒結(jié)助劑體系和工藝條件來制備綜合性能優(yōu)異的氮化硅陶瓷。論文以α-Si3N4粉末為原料，采用無壓燒結(jié)的制備工藝，分別制備了添加稀土氧化物燒結(jié)助劑的氮化硅陶瓷和添加稀土氟化物燒結(jié)助劑的氮化硅陶瓷，研究了材料的組成和制備工藝對結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響，并著重對氮化硅陶瓷的耐腐蝕性能進(jìn)行了研究。

2、　　論文主要的研究工作和結(jié)果如下：
　?。?）對稀土氧化物摻雜氮化硅陶瓷的配方及制備工藝進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Si3N4，MgO，Y2O3，La2O3含量分別為90％，4%，3%，3%時(shí)，樣品硬度HRA在1750℃達(dá)到最大值90，此時(shí)抗彎強(qiáng)度為640MPa。當(dāng)Si3N4，MgO，Y2O3，CeO2， La2O3含量分別為90%，4%，3%，1%，2%時(shí)，樣品的抗彎強(qiáng)度在1750℃燒結(jié)溫度達(dá)到最大值722MPa，此時(shí)硬度HRA為86

3、.5。
　?。?）對Si3N4，MgO，Y2O3，CeO2，La2O3含量分別為90%，4%，3%，1%，2%的無壓燒結(jié)氮化硅陶瓷樣品進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)，研究了工藝參數(shù)對性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在1750℃，保溫時(shí)間為2小時(shí)，等靜壓壓強(qiáng)為200MPa的條件下，樣品硬度HRA達(dá)到86.5，抗彎強(qiáng)度達(dá)到722MPa，綜合力學(xué)性能最佳。
　　（3）對稀土氟化物摻雜氮化硅陶瓷的配方及制備工藝進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Si3N4，MgO，CeF

4、3含量分別為92%，4%，4%時(shí)，樣品的硬度HRA在1750℃達(dá)到最大值89.5。同樣在此配方下，樣品的抗彎強(qiáng)度在1750℃燒結(jié)溫度達(dá)到最大值760.7MPa。比較稀土氟化物與稀土氧化物摻雜樣品的性能，發(fā)現(xiàn)兩者硬度相差不大；而稀土氟化物摻雜氮化硅陶瓷的抗彎強(qiáng)度更高。
　?。?）研究了稀土氧化物以及稀土氟化物摻雜的氮化硅陶瓷在鹽酸、氫氧化鈉、氫氟酸以及碳酸鈉、冰晶石熔融鹽中的耐腐蝕性能。研究發(fā)現(xiàn)，兩種氮化硅陶瓷樣品在不同濃度鹽酸溶液