氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷是先进陶瓷材料的重要组成部分。氧化铝陶瓷具有优异光学性能,并且具有耐高温,耐腐蚀等特性,已广泛应用于军工等技术和环境要求苛刻的领域。随着未来技术的发展,热管理在电子电力设备发展中扮演重要的角色。氮化硅陶瓷同时具有可靠力学性能和卓越的热导率。因此,氮化硅陶瓷将被应用于大功率电路基板,对解决高集成电路的散热问题具有重要的意义。本文围绕氮化硅、氧化铝先进陶瓷材料制备及性能研究展开,利用多种方法制备样品,力求得到性能优异,结构稳定的氮化硅,氧化铝先进陶瓷材料。详细的科研工作及成果如下三个部分:1.利用放电等离子技术对氧化铝多晶向单晶转化的研究通过溶胶凝胶法,利用正硅酸四乙酯,四水硝酸钙制备含有钙离子和硅离子的溶液,将含有钙离子和硅离子的溶液通过旋涂方法旋涂在氧化铝陶瓷表面制得薄膜。将单晶和涂有薄膜的氧化铝陶瓷样品在放电等离子中烧结来研究多晶向单晶的转变。通过控制前驱体正硅酸四乙酯,四水硝酸钙的量来控制最后制得的溶液中的硅离子和钙离子的含量,研究薄膜中硅离子和钙离子的量对晶界扩散的影响,以及陶瓷晶界移动所需要的驱动力和界面能。提高烧结温度,探究对晶粒生长和晶界迁移的影响,以及影响晶界迁移的因素。2.利用真空钨丝炉对氧化铝多晶向单晶转化的研究将一定量的氧化钙和二氧化硅加入到去离子水中,制备出钙离子和硅离子溶液滴加在高纯氧化铝粉体表面,将单晶片和氧化铝粉体通过手动液压机和冷等加压机加工成胚体,在真空钨丝炉中烧结。研究钙离子和硅离子含量对多晶向单晶转变的影响,以及与放电等离子技术相比,延长烧结时间对单晶生长的影响以及晶界移动所需要的界面能和晶界迁移的影响因素。3.高热导氮化硅陶瓷的制备以及力学性能的研究两种不同的粉体powder A和Powder B含有不同的粒度,形貌,尺寸以及杂质和氧含量,分析不同添加烧结助剂包括有氧添加助剂氧化钇和氧化镁对烧结样品的影响,以及无氧烧结助剂氮化硅镁对烧结样品的影响。比较两种不同的粉体Powder A和Powder B在相同烧结助剂的条件下,热导和力学性能(弯曲强度,断裂韧性,维氏硬度)的差别以及引起这种现象的原因。其中粉体中的氧含量是影响样品热导的重要因素,氧含量越高越容易造成硅离子空位,引起声子扩散降低热导,无氧烧结助剂氮化硅镁可以促进样品致密,促进α相到β相的转变,提高热导率。