氮化硅(Si₃N₄)陶瓷是一種性能優(yōu)異的先進(jìn)陶瓷,因為其具有較高的強(qiáng)度、在高溫下仍可以保持好的力學(xué)性能、優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性,在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而氮化硅陶瓷的硬度高,加工成復(fù)雜形狀的零件,提高了其在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的成本。常見的氮化硼(BN)有六方氮化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)兩種晶型,六方氮化硼有著類似于石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),硼原子和氮原子通過強(qiáng)的sp²共價鍵結(jié)合在一起,相鄰的層通過較弱的范德華力結(jié)合在一起。這種特殊的晶體結(jié)構(gòu)為h-BN提供了一系列獨(dú)特的性能,包括低介電系數(shù)、低正切損耗、約3000°C(非氧化氣氛)的極高分解溫度、優(yōu)異的抗熱震性能、高熱導(dǎo)率和良好的可加工性。在Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷中,隨著BN含量增加,層狀結(jié)構(gòu)的h-BN粒子的解理行為使復(fù)合材料具有良好的可加工性。本文用c-BN和α-Si₃N₄作為起始粉末,采用熱壓燒結(jié)在1800℃的氮?dú)鈿夥障轮苽淞薙i₃N₄/...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 陶瓷材料簡介
    1.2 氮化硅簡介
        1.2.1 氮化硅的發(fā)現(xiàn)及發(fā)展
        1.2.2 氮化硅的結(jié)構(gòu)和性能
        1.2.3 氮化硅粉末的制備方法
    1.3 氮化硼的簡介
        1.3.1 氮化硼的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展
        1.3.2 氮化硼的結(jié)構(gòu)與性能
        1.3.3 氮化硼相圖以及相變
    1.4 氮化硅陶瓷的制備
        1.4.1 反應(yīng)燒結(jié)
        1.4.2 常壓燒結(jié)
        1.4.3 熱壓燒結(jié)
        1.4.4 放電等離子燒結(jié)
        1.4.5 熱等靜壓燒結(jié)
        1.4.6 氣壓燒結(jié)
    1.5 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷
        1.5.1 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷介紹
        1.5.2 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的制備方法
        1.5.3 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷研究現(xiàn)狀
    1.6 研究內(nèi)容及意義
2 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的實驗方案
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗儀器
    2.3 氮化硅陶瓷的制備
    2.4 性能測試與表征
        2.4.1 密度測試
        2.4.2 維氏硬度測試
        2.4.3 彎曲強(qiáng)度測試
        2.4.4 斷裂韌性測試
        2.4.5 熱導(dǎo)率測試
        2.4.6 物相分析
        2.4.7 表面形貌分析
3 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的制備和表征
    3.1 引言
    3.2 燒結(jié)助劑對復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能的影響
        3.2.1 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的制備
        3.2.2 相分析
        3.2.3 相對密度
        3.2.4 維氏硬度
        3.2.5 彎曲強(qiáng)度和韌性
    3.3 BN含量對復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能的影響
        3.3.1 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的制備
        3.3.2 相分析
        3.3.3 密度
        3.3.4 維氏硬度
        3.3.5 彎曲強(qiáng)度和韌性
        3.3.6 顯微結(jié)構(gòu)
    3.4 本章小結(jié)
4 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷增韌機(jī)理
    4.1 引言
    4.2 自增韌
    4.3 片狀BN的嵌入增韌
    4.4 氮化硼顆粒的層狀碎裂增韌
    4.5 壓應(yīng)力增韌
    4.6 本章小結(jié)
5 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷熱導(dǎo)率及其有限元分析
    5.1 引言
    5.2 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷熱導(dǎo)率
    5.3 ANSYS有限元分析
        5.3.1 周期單胞的設(shè)計
        5.3.2 各向異性對Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷熱導(dǎo)率的影響
        5.3.3 晶粒大小對Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷熱導(dǎo)率的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝



本文編號：3964262