碳化鎢摻雜氮化硅陶瓷的放電等離子燒結(jié)/氣壓燒結(jié)及力學(xué)性能的研究
發(fā)布時間:2021-03-15 19:51
氮化硅(Si3N4)具有比重小,熱膨脹系數(shù)低,抗熱沖擊性好,自潤性好等優(yōu)勢,是一種理想的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。自1857年發(fā)現(xiàn)氮化硅以來,各大科研機(jī)構(gòu)及高校對氮化硅的結(jié)構(gòu)、性能、燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行了深度的研究。目前無論是氮化硅陶瓷的制備工藝、燒結(jié)助劑還是各種增韌機(jī)制的研究已相當(dāng)成熟,現(xiàn)有研究方向已難以再取得大的突破。碳化鎢合金作為硬質(zhì)合金中的一種代表材料,具有極高的硬度和優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性。不同于前人直接添加燒結(jié)助劑的方法,本文通過機(jī)械球磨以球磨罐、球磨子的方式引入碳化鎢,以Al2O3-Y2O3為燒結(jié)助劑,采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)和氣壓燒結(jié)技術(shù)對碳化鎢摻雜氮化硅陶瓷的燒結(jié)及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。本文采用放電等離子燒結(jié)在較低溫度下獲得完全致密化的綜合力學(xué)性能較好的β相氮化硅陶瓷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著燒結(jié)溫度的提高,樣品的致密度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性均不斷增大,在1550℃時其抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性可達(dá)到973.74Mpa、8.23MPa?m1/2。試樣物相組成和斷面顯微結(jié)構(gòu)分析表明,在1550℃下,陶瓷樣品β相含量可達(dá)到99%,顯微結(jié)構(gòu)均勻,晶粒發(fā)育良好呈長柱狀、晶...
【文章來源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Si3N4的晶體結(jié)構(gòu)
Si3N4沿C軸方向孔結(jié)構(gòu)
圖 2.3 α-Si3N4與β-Si3N4沿 C 軸方向晶胞尺寸比較ig. 2.3 The cell size of α-Si3N4and β-Si3N4along the C-axis direc[5],α-Si3N4是一個有缺陷的結(jié)構(gòu),即在結(jié)構(gòu)中每 30取代,且形成相應(yīng)的 Si 缺位,如下式所示: 2 0.5315411.5SiNO研究認(rèn)為[6],不需要氧α-Si3N4也能形成穩(wěn)定的晶格,量的氧;或許由于α相中氧原子的替換和β相中鋁原子一個寬的溫度范圍內(nèi)能夠同時合成與并存,這種現(xiàn)象常溫型α-Si3N4和高溫型β-Si3N4只是相比較而言,和通不完全一樣。的性能與應(yīng)用 年由 Deville 和 Wohler 用單質(zhì)硅與氨或氮?dú)夥磻?yīng)直接
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氮?dú)鈮毫Χ嗫椎杼沾娠@微組織和力學(xué)性能的影響[J]. 張俊禧,徐照蕓,王波,秦毅,楊建鋒,趙中堅(jiān),胡偉,施志偉. 無機(jī)材料學(xué)報. 2014(07)
[2]β-Si3N4晶種對Si3N4陶瓷力學(xué)性能和顯微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉亞,李瑞鋒,葉飛,郭露村. 陶瓷學(xué)報. 2012(04)
[3]籽晶添加對氮化硅陶瓷顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響[J]. 張英偉,余建波,夏詠鋒,左開慧,姚冬旭,曾宇平,任忠鳴. 無機(jī)材料學(xué)報. 2012(08)
[4]AlN-Y2O3液相燒結(jié)碳化硅陶瓷[J]. 陳宇紅,韓非,江涌,韓鳳蘭,吳瀾爾. 兵器材料科學(xué)與工程. 2009(05)
[5]以β-Si3N4為晶種多孔氮化硅陶瓷的制備[J]. 賈玲,谷景華,張躍. 人工晶體學(xué)報. 2008(05)
[6]結(jié)構(gòu)陶瓷韌化機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 王柏昆. 中國科技信息. 2007(19)
[7]SPS脈沖電流在氮化硅燒結(jié)中的作用[J]. 馬四華,寧曉山,張潔,陳克新,周和平. 稀有金屬材料與工程. 2007(S1)
[8]燒結(jié)助劑對自增韌Si3N4陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 陳力,馮堅(jiān),李永清,張長瑞. 硅酸鹽學(xué)報. 2003(04)
[9]兩步氣壓燒結(jié)Si3N4陶瓷[J]. 時振海. 佛山陶瓷. 2000(05)
[10]氮化硅陶瓷自增韌技術(shù)進(jìn)展[J]. 羅學(xué)濤,張立同. 復(fù)合材料學(xué)報. 1997(03)
本文編號:3084722
【文章來源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
Si3N4的晶體結(jié)構(gòu)
Si3N4沿C軸方向孔結(jié)構(gòu)
圖 2.3 α-Si3N4與β-Si3N4沿 C 軸方向晶胞尺寸比較ig. 2.3 The cell size of α-Si3N4and β-Si3N4along the C-axis direc[5],α-Si3N4是一個有缺陷的結(jié)構(gòu),即在結(jié)構(gòu)中每 30取代,且形成相應(yīng)的 Si 缺位,如下式所示: 2 0.5315411.5SiNO研究認(rèn)為[6],不需要氧α-Si3N4也能形成穩(wěn)定的晶格,量的氧;或許由于α相中氧原子的替換和β相中鋁原子一個寬的溫度范圍內(nèi)能夠同時合成與并存,這種現(xiàn)象常溫型α-Si3N4和高溫型β-Si3N4只是相比較而言,和通不完全一樣。的性能與應(yīng)用 年由 Deville 和 Wohler 用單質(zhì)硅與氨或氮?dú)夥磻?yīng)直接
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氮?dú)鈮毫Χ嗫椎杼沾娠@微組織和力學(xué)性能的影響[J]. 張俊禧,徐照蕓,王波,秦毅,楊建鋒,趙中堅(jiān),胡偉,施志偉. 無機(jī)材料學(xué)報. 2014(07)
[2]β-Si3N4晶種對Si3N4陶瓷力學(xué)性能和顯微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉亞,李瑞鋒,葉飛,郭露村. 陶瓷學(xué)報. 2012(04)
[3]籽晶添加對氮化硅陶瓷顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響[J]. 張英偉,余建波,夏詠鋒,左開慧,姚冬旭,曾宇平,任忠鳴. 無機(jī)材料學(xué)報. 2012(08)
[4]AlN-Y2O3液相燒結(jié)碳化硅陶瓷[J]. 陳宇紅,韓非,江涌,韓鳳蘭,吳瀾爾. 兵器材料科學(xué)與工程. 2009(05)
[5]以β-Si3N4為晶種多孔氮化硅陶瓷的制備[J]. 賈玲,谷景華,張躍. 人工晶體學(xué)報. 2008(05)
[6]結(jié)構(gòu)陶瓷韌化機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 王柏昆. 中國科技信息. 2007(19)
[7]SPS脈沖電流在氮化硅燒結(jié)中的作用[J]. 馬四華,寧曉山,張潔,陳克新,周和平. 稀有金屬材料與工程. 2007(S1)
[8]燒結(jié)助劑對自增韌Si3N4陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 陳力,馮堅(jiān),李永清,張長瑞. 硅酸鹽學(xué)報. 2003(04)
[9]兩步氣壓燒結(jié)Si3N4陶瓷[J]. 時振海. 佛山陶瓷. 2000(05)
[10]氮化硅陶瓷自增韌技術(shù)進(jìn)展[J]. 羅學(xué)濤,張立同. 復(fù)合材料學(xué)報. 1997(03)
本文編號:3084722
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