复合添加制备Si<,3>N<,4>多孔陶瓷材料的研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songlyan182320697
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本课题以硅粉为原料,以碳粉和尿素为造孔剂,以Al2O3、Y2O3、Fe、Al为烧结助剂,采用常压反应结合造孔剂法制备氮化硅基多孔陶瓷。本文通过实验系统研究了造孔剂、烧结助剂、成型压力等工艺因素对制备材料的XRD、孔特性(显气孔率、孔径、孔结构)及性能的影响,并探讨了其相互关系,有助于精确控制多孔陶瓷的孔特性与性能,从而制备出性能优良的氮化硅多孔陶瓷。 研究结果表明:采用反应烧结,结合常压烧结工艺可制备出Si3N4基多孔陶瓷材料;对添加单一烧结助剂(Al2O3与Y2O3)与复合添加(Al2O3、Y2O3、Fe、Al)的试样进行了物相分析,试样都有α-Si3N4和β-Si3N4生成,且复合添加的效果明显。 随着造孔剂含量的增加,试样的显气孔率增加,平均气孔孔径增大。添加造孔剂(碳粉与尿素)在25%内,可制得平均孔径在16μm-22μm之间的氮化硅多孔陶瓷,在复合添加Al2O3、Y2O3、Fe、Al、碳粉和尿素的条件下,添加碳粉试样的显气孔率变化幅度高于添加尿素的试样,平均孔径低于同含量添加尿素的平均孔径,气孔分布均匀。 在单一添加氧化物作为烧结助剂的条件下,氧化物含量在20%内,添加Y2O3与添加Al2O3试样的平均孔径均在14.87μm~16.53μm之间,添加Y2O3试样的气孔分布均匀。 对添加相同含量Al2O3、Y2O3、Fe粉、Al粉,不同含量的C粉、尿素的条件下,碳粉含量的增加可提高材料的显气孔率,降低材料的抗压强度;在气孔率相同的情况下,增加成型压力可提高制品的抗压强度。 此外,论文还对氮化硅多孔陶瓷的硬度、抗弯强度进行了初步探讨。
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