【摘 要】
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系统研究了通过外部添加增韧相和热处理诱发原位自增韧机制等工艺因素控制所引起的三种Sialon基陶瓷材料的显微结构变化及其对力学性能的影响.研究内容包括:1.TiN(p)、MoSi2(
【机 构】
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中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海200050;英国纽卡斯尔大学材料系,NE17RU,英国
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系统研究了通过外部添加增韧相和热处理诱发原位自增韧机制等工艺因素控制所引起的三种Sialon基陶瓷材料的显微结构变化及其对力学性能的影响.研究内容包括:1.TiN(p)、MoSi2(p)、SiC(p)和SiC(w)第二相物质复合Sialon陶瓷的界面结合状态及其增韧效果;2.利用Nd2O3、Dy2O3和Yb2O3典型稀土氧化物作为烧结添加剂,制备α/β两相复合Sialon材料,诱发β相长颗粒生长,导致类晶须长颗粒原位自增韧机制发生作用;3.α-Sialon长颗粒的成核及生长机制.研究结果表明:对于TiN(p)、MoSi2(p)、SiC(p)和SiC(w)第二相复合Sialon陶瓷,基质相与第二相的界面结合状态及第二相颗粒临界粒径是制约复相材料韧性的主要因素.对于Nd2O3、Dy2O3和Yb2O3典型稀土氧化物Sialon材料,轻稀土Nd2O3是良好的烧结助剂,且Nd-Sialon相变程度极高,热处理诱发大量长颗粒β-Sialon相生成是其具有高韧性的主要原因(最高断裂韧性值达7.0MPa·m1/2).重稀土Yb2O3不仅是良好的烧结助剂,同时也是有效的α-Sialon稳定剂,体系内存在大量等轴状α-Sialon颗粒,使此种材料硬度高达18.00GPa.中稀土Dy2O3的作用介于轻稀土Nd2O3和重稀土Yb2O3之间.α-Sialon长颗粒的特殊生长机理源于异相成核和各向异性外延生长二个过程.
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