基于光固化成型的氮化硅陶瓷制備與工藝研究
發(fā)布時間:2021-12-11 16:48
氮化硅(Si3N4)陶瓷具有硬度高、耐磨性好、耐高溫和抗腐蝕等綜合優(yōu)異性能,目前已被應用于航天航空、工業(yè)生產(chǎn)等領域。但陶瓷的強度高、硬度高而韌性差,難以加工具有復雜結(jié)構的陶瓷部件。陶瓷增材制造技術為制備具有復雜形狀的陶瓷部件提供了新的手段。本課題主要研究用于光固化成型的Si3N4陶瓷漿料流變性和光固化特性、光固化成型Si3N4陶瓷的燒結(jié)性能以及Si3N4陶瓷粉體氧化處理對漿料特性影響規(guī)律,實現(xiàn)了具有復雜形狀Si3N4陶瓷的制造。研究陶瓷粉體、固相含量和燒結(jié)助劑等因素對Si3N4陶瓷漿料流變性及光固化特性的影響。結(jié)果表明:減小粉體粒徑、增加固相含量以及增加燒結(jié)助劑含量都會增加Si3N4陶瓷的粘度,影響漿料流動性。光引發(fā)劑含量影響了漿料的臨界曝光量,其中光引發(fā)劑含量為1.5 wt%時,獲...
【文章來源】:廣東工業(yè)大學廣東省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
Si3N4晶體結(jié)構
.1 液相燒結(jié)機理Si3N4陶瓷無壓液相燒結(jié)主要分為三個階段:顆粒重排(Particlerearrangemen散和沉淀(Solution-diffusion and precipitation)以及晶粒長大,如圖 1-2 所示重排階段,粉體中的燒結(jié)助劑形成液相,液相的毛細管力促使顆粒滑動重排,堆積密度,引起坯體收縮,此階段致密化程度最高。在溶解擴散和沉淀階段, →β 的相變,不穩(wěn)定 -Si3N4顆粒溶解于液相中,形成飽和液相,析出穩(wěn)態(tài) β核,而小的 β-Si3N4顆粒則會溶解于液相中,析出較大的穩(wěn)態(tài) β-Si3N4晶粒,β不斷生長。顆粒在溶解擴散-析出的過程中不斷移動,顆粒相互靠近,坯體進以及致密化。在晶粒長大階段, 相轉(zhuǎn)化為 β 相后,β-Si3N4晶粒粗化(Ostw伴隨著晶界擴散和閉氣孔排出,進一步致密化。從上述三個階段中可知,液相燒結(jié)的第一階段極大影響 Si3N4陶瓷的致密化助劑的選擇就直接影響了液相的形成,因而燒結(jié)助劑的選擇和用量尤其重要
第一章 緒論4. 其他領域Si3N4陶瓷具有較低的介電損耗、介電常數(shù)與較高的載波系數(shù),在高馬赫導彈天罩等電磁波領域具有巨大應用潛力[32]。Si3N4陶瓷具有較好的化學穩(wěn)定性和抗腐蝕性常被用于煉鋁工藝中的熱保護管。Si3N4陶瓷作為電絕緣材料,常作為保護高溫超導的保護涂層。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]半導體器件用陶瓷基片材料發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張偉儒,鄭彧,李正,高崇,童亞琦. 真空電子技術. 2017(05)
[2]陶瓷增材制造(3D打�。┘夹g研究進展[J]. 黃淼俊,伍海東,黃容基,鄧欣,伍尚華. 現(xiàn)代技術陶瓷. 2017(04)
[3]氮化硅陶瓷的制備與應用[J]. 孫亞光,賀勝利,劉榮安,金昊,楊文龍,張宇航. 中國陶瓷工業(yè). 2016(05)
[4]氮化硅的選區(qū)激光燒結(jié)成型研究[J]. 曹沖,沈景鳳,張培志,郭方全,祁海. 電子科技. 2016(02)
[5]Al2O3-Re2O3(Re=La,Nd,Y,Lu)對無壓燒結(jié)Si3N4陶瓷顯微結(jié)構與力學性能的影響[J]. 于俊杰,郭偉明,林華泰. 人工晶體學報. 2016(01)
[6]氮化硅材料在空空導彈天線罩上的應用研究[J]. 夏明凱,劉誼,侯瑞,劉建杰. 彈箭與制導學報. 2014(01)
[7]三維打印結(jié)合反應燒結(jié)制備多孔氮化硅陶瓷[J]. 翁作海,曾慶豐,謝聰偉,彭軍輝,張瑾. 材料導報. 2013(08)
[8]表面改性對氮化硅粉體及其涂層影響的研究[J]. 徐金鑫,劉偉. 渤海大學學報(自然科學版). 2011(02)
[9]先進陶瓷快速無模成型技術的研究與進展[J]. 謝志鵬,薄鐵柱. 中國陶瓷工業(yè). 2011(02)
[10]基于光固化的直接陶瓷成形工藝[J]. 周偉召,李滌塵,周鑫南,陳世斌,陳張偉,連芩. 塑性工程學報. 2009(03)
博士論文
[1]含三元燒結(jié)助劑氮化硅陶瓷的制備、微觀結(jié)構及性能研究[D]. 蔣強國.廣東工業(yè)大學 2015
本文編號:3535030
【文章來源】:廣東工業(yè)大學廣東省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
Si3N4晶體結(jié)構
.1 液相燒結(jié)機理Si3N4陶瓷無壓液相燒結(jié)主要分為三個階段:顆粒重排(Particlerearrangemen散和沉淀(Solution-diffusion and precipitation)以及晶粒長大,如圖 1-2 所示重排階段,粉體中的燒結(jié)助劑形成液相,液相的毛細管力促使顆粒滑動重排,堆積密度,引起坯體收縮,此階段致密化程度最高。在溶解擴散和沉淀階段, →β 的相變,不穩(wěn)定 -Si3N4顆粒溶解于液相中,形成飽和液相,析出穩(wěn)態(tài) β核,而小的 β-Si3N4顆粒則會溶解于液相中,析出較大的穩(wěn)態(tài) β-Si3N4晶粒,β不斷生長。顆粒在溶解擴散-析出的過程中不斷移動,顆粒相互靠近,坯體進以及致密化。在晶粒長大階段, 相轉(zhuǎn)化為 β 相后,β-Si3N4晶粒粗化(Ostw伴隨著晶界擴散和閉氣孔排出,進一步致密化。從上述三個階段中可知,液相燒結(jié)的第一階段極大影響 Si3N4陶瓷的致密化助劑的選擇就直接影響了液相的形成,因而燒結(jié)助劑的選擇和用量尤其重要
第一章 緒論4. 其他領域Si3N4陶瓷具有較低的介電損耗、介電常數(shù)與較高的載波系數(shù),在高馬赫導彈天罩等電磁波領域具有巨大應用潛力[32]。Si3N4陶瓷具有較好的化學穩(wěn)定性和抗腐蝕性常被用于煉鋁工藝中的熱保護管。Si3N4陶瓷作為電絕緣材料,常作為保護高溫超導的保護涂層。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]半導體器件用陶瓷基片材料發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張偉儒,鄭彧,李正,高崇,童亞琦. 真空電子技術. 2017(05)
[2]陶瓷增材制造(3D打�。┘夹g研究進展[J]. 黃淼俊,伍海東,黃容基,鄧欣,伍尚華. 現(xiàn)代技術陶瓷. 2017(04)
[3]氮化硅陶瓷的制備與應用[J]. 孫亞光,賀勝利,劉榮安,金昊,楊文龍,張宇航. 中國陶瓷工業(yè). 2016(05)
[4]氮化硅的選區(qū)激光燒結(jié)成型研究[J]. 曹沖,沈景鳳,張培志,郭方全,祁海. 電子科技. 2016(02)
[5]Al2O3-Re2O3(Re=La,Nd,Y,Lu)對無壓燒結(jié)Si3N4陶瓷顯微結(jié)構與力學性能的影響[J]. 于俊杰,郭偉明,林華泰. 人工晶體學報. 2016(01)
[6]氮化硅材料在空空導彈天線罩上的應用研究[J]. 夏明凱,劉誼,侯瑞,劉建杰. 彈箭與制導學報. 2014(01)
[7]三維打印結(jié)合反應燒結(jié)制備多孔氮化硅陶瓷[J]. 翁作海,曾慶豐,謝聰偉,彭軍輝,張瑾. 材料導報. 2013(08)
[8]表面改性對氮化硅粉體及其涂層影響的研究[J]. 徐金鑫,劉偉. 渤海大學學報(自然科學版). 2011(02)
[9]先進陶瓷快速無模成型技術的研究與進展[J]. 謝志鵬,薄鐵柱. 中國陶瓷工業(yè). 2011(02)
[10]基于光固化的直接陶瓷成形工藝[J]. 周偉召,李滌塵,周鑫南,陳世斌,陳張偉,連芩. 塑性工程學報. 2009(03)
博士論文
[1]含三元燒結(jié)助劑氮化硅陶瓷的制備、微觀結(jié)構及性能研究[D]. 蔣強國.廣東工業(yè)大學 2015
本文編號:3535030
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