【摘要】：本實驗采用氣氛壓力燒結(jié)工藝,分別向Si3N4中摻加CaTiO3、BaTiO3,來制備綜合性能良好的CaTiO_3-Si_3N_4復(fù)合陶瓷、BaTiO_3-Si_3N_4復(fù)合陶瓷。在燒結(jié)溫度1650℃、1700℃、1750℃,燒結(jié)壓力為4MPa,保溫時間為2小時的工作條件下,通過氣氛壓力工藝分別制備了摻加15wt.%CaTiO3的CaTiO_3-Si_3N_4復(fù)合陶瓷,摻加15wt.%BaTiO3的BaTiO_3-Si_3N_4復(fù)合陶瓷,測試結(jié)果表明,隨著溫度的升高材料的抗彎強(qiáng)度顯著增強(qiáng),陶瓷材料的介電常數(shù)和介電損耗隨燒結(jié)溫度升高而增大。燒結(jié)溫度的升高有利于Si3N4基復(fù)合陶瓷的致密化,改善了陶瓷材料的介電性能,最終確定適宜的燒結(jié)溫度為1750℃。在燒結(jié)溫度1750℃,燒結(jié)壓力為4MPa,保溫2h的工藝條件下,通過氣氛壓力燒結(jié)工藝制備了CaTiO_3-Si_3N_4復(fù)合陶瓷,研究CaTiO3的摻加量對復(fù)合陶瓷力學(xué)、介電、微觀結(jié)構(gòu)的影響。實驗結(jié)果表明:CaTiO3摻加量為15wt.%時,復(fù)合陶瓷的抗彎強(qiáng)度、彈性模量、斷裂韌性、密度、氣孔率、收縮率分別達(dá)到了最大值:606MPa、246GPa、6.9MPa·m1/2、3.29g/cm3、2.7%、20.43%。介電常數(shù)隨著CaTiO3摻加量的增加由7.6升高到9.6,摻加量一定時,試樣介電常數(shù)在10~12GHz的測試頻率內(nèi)基本不變。介電損耗角正切隨CaTiO3摻加量的增加,整體呈降低趨勢,在0.0034-0.016之間變化。摻加15wt.%CaTiO3的氮化硅基復(fù)合陶瓷滿足ε大于8,tanδ小于0.01,且抗彎強(qiáng)度高于580MPa的Si3N4基復(fù)合陶瓷的要求。在燒結(jié)溫度1750℃,燒結(jié)壓力為4MPa,保溫2h的工藝條件下,通過氣氛壓力工藝制備了BaTiO_3-Si_3N_4復(fù)合陶瓷。實驗結(jié)果表明:BaTiO3摻加量為15wt.%時,復(fù)合陶瓷的抗彎強(qiáng)度、彈性模量、斷裂韌性、密度、氣孔率、收縮率分別達(dá)到最大值:814MPa、243GPa、8.21MPa·m1/2、3.29g/cm3、1.9%、19.08%。介電常數(shù)隨BaTiO3摻加量的增加由7.0升高到8.9,摻加量一定時,試樣介電常數(shù)在10~12GHz的測試頻率內(nèi)介電常數(shù)基本不變。介電損耗角正切隨BaTiO3摻加量的增加,整體呈降低趨勢,介電損耗角正切值在0.002-0.024之間變化。摻加15wt.%BaTiO3的氮化硅基復(fù)合陶瓷滿足ε大于8,tanδ小于0.01,且抗彎強(qiáng)度高于580MPa的Si3N4基復(fù)合陶瓷的要求。
[Abstract]:BaTiO _ 3-Si _ 3N _ 4 composite ceramics and BaTiO _ 3-Si _ 3N _ 4 composite ceramics were prepared by adding CaTiO3 and BaTiO3 into Si3N4, respectively. 15wt.% CaTiO3-doped CaTiO _ 3-Si _ 3N _ 4 composite ceramics with 15wt.% BaTiO3 and 15wt.% BaTiO3-doped BaTiO _ 3-Si _ 3N _ 4 composite ceramics were prepared under the working conditions of the sintering temperature of 1650 鈩，

本文編號：2428894