注凝成形多孔氮化硅陶瓷的制备及性能研究

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq165247254
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多孔氮化硅陶瓷(Porous Si3N4 ceramics,Si3N4-PC)因其优异的结构、力学和介电等性能,在宽频透波雷达罩、流体过滤器、催化剂载体、分离膜和人体组织构件等方面应用前景广阔。当前Si3N4-PC研究着重于高气孔率和造孔方法,强度和韧性亟待提高。本文以注凝成形结合反应烧结和反应无压烧结制备Si3N4-PC,研究注凝成形体系和工艺、原料Si粉粒度和烧结制度等因素对Si3N4-PC的结构和性能的调控作用。研究表明:(1)EGDGE-TEPA是一种新的性能优良的陶瓷注凝成形材料体系,其所制备的Si粉素坯均匀致密,无气泡、裂纹和翘曲等缺陷;EGDGE添加量为11%时,素坯rb达1.03 g·cm-3F达20.56 MPa;(2)对于反应烧结Si3N4-PC,采用1μm、5μm和45μm的单粒度组成的原料Si粉时,随着Si粉粒度的增大,Pa下降,rb、σF和γwof提高,分别可在39~47%、1.73~1.96 g·cm-3、49.16~75.02 MPa和691.89~822.49 J·m-2范围内调控;采用双粒度组成的原料Si粉,5μm&45μm双粒度组成的原料Si粉可产生紧密堆积作用,从而扩大Si3N4-PC的调控范围,其Pa下限降至33%,rb、σF和γwof上限分别提高至2.17 g·cm-3、109.94 MPa和990.74 J·m-2;(3)反应无压烧结制备Si3N4-PC,采用5μm的单粒度组成的Si粉原料时,获得Pa最小值38%、rb最大值2.03 g·cm-3以及σF最大值112.44 MPa;采用5μm&45μm的双粒度组成的Si粉原料时分别获得σF和γwof的最大值119.56 MPa和1167.88J·m-2。反应无压烧结Si3N4-PC的Pa、rb、σF和γwof调控范围分别为38~51%、1.61~2.03g·cm-3、29.55~119.56 MPa和252.01~1167.88 J·m-2;(4)烧结工艺和原料粒度对于Si3N4-PC的物相组成有显著调变作用。反应烧结Si3N4-PC和反应无压烧Si3N4-PC均存在α-Si3N4和β-Si3N4两相;1μm的原料Si粉坯体经反应烧结,生成大量Si2N2O相,在反应无压烧结时,完全生成β-Si3N4相。反应无压烧结可被视为前后相继的反应烧结和无压烧结两个阶段,前者温度低于1400℃,主要生成α-Si3N4相,后者温度达到1650℃,发生α-Si3N4→β-Si3N4的相变,主要生成β-Si3N4相。(5)烧结工艺和原料粒度对Si3N4-PC的显微组织结构起到强烈的控制作用。反应烧结后,1μm原料Si粉坯体形成颗粒结合状结构,气孔尺寸远小于1μm且其尺寸和分布均匀一致;5μm及45μm原料Si粉坯体形成大量Si3N4晶须并相互穿插交织形成网状结构,气孔尺寸约1μm且其尺寸和分布较为均匀一致。反应无压烧结后,1μm原料Si粉的坯体形成短柱状β-Si3N4颗粒相互烧结的架状结构和孔径约1μm的气孔;5μm原料Si粉的坯体形成长柱状β-Si3N4密集穿插胶结的致密结构和少量亚微米气孔;45μm原料Si粉的坯体呈现为细小棒状β-Si3N4与颗粒状Si3N4的混杂结构,并形成了微米到亚微米级尺寸分布较宽的气孔。
其他文献
陈建是明代正德、嘉靖时期的下层官员及学者。在当时心学、实学兴起的学术局面中,他的学术涉及理学、实学和史学等领域而呈现出较复杂的面貌,也具有较独特的学术个性。本文以
近年来,下承飞燕异型系杆拱桥因其优美的造型和合理的受力,越来越受到桥梁建设者的青睐,尤其在城市桥梁建设中得到了广泛的应用。但是系杆拱桥施工工艺复杂,施工步骤繁琐,施
纳米微晶纤维素(CNC)不仅具有质轻、可降解、绿色可再生等环保特点,同时又具备一些纳米特性,如强度高、比表面积大,小尺寸效应明显,因此,经常作为增强剂应用于各种聚合物中。
玛格丽特·阿特伍德(1939—)是当今英语世界著名的小说家之一。她的“疯癫亚当”三部曲是一个宏大的反乌托邦系列,描画了一个随着技术发展失控、生态环境恶化而到来的末日世
研究目的:探讨细胞核因子κB受体活化因子(receptor activator of nuclear factorκB,RANK)/细胞核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factorκB ligan
图论是计算机与组合数学的重要组成部分,它以图为研究对象,在计算机理论、运筹学和机器学习等方面有着重要的研究价值。现在,计算机的发展已经成为推动各个学科发展的重要动
随着现代工业生产出现方兴未艾的形势,各种材料的供给量也与日俱增,对于应用超硬材料的条件也日渐严苛。寻找稳定性高、硬度大、耐腐蚀性强的潜在超硬材料成为了科学研究关注
阳离子染料是一种水溶性染料,种类多、色谱齐、颜色深、得色高,染料中的有色阳离子与纤维上的阴离子基团通过离子键结合而上染,近年来随着染料新用途的开发和市场的需求,阳离
[目的]幼儿拇指螺(Pollicaria gravida)被认为是蛹螺科(Pupinidae)拇指螺属(Pollicaria)的一个物种,至今在国内未见对活体标本进行系统的形态学和分子生物学研究的报道。本课
网络专题新闻具有专业性极强、受众范围有限等特点,在信息技术不断发展的今天,获取新闻的渠道越来越广泛,从而信息越发纷繁复杂,对于信息的收集整理难度大大加深。与此同时,