基于光固化成型的氮化硅陶瓷制備與工藝研究
發(fā)布時(shí)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(yīng)用于航天航空、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。但陶瓷的強(qiáng)度高、硬度高而韌性差,難以加工具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的陶瓷部件。陶瓷增材制造技術(shù)為制備具有復(fù)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(shí)現(xiàn)了具有復(fù)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(huì)增加Si3N4陶瓷的粘度,影響漿料流動(dòng)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(shí),獲...
【文章來源】:廣東工業(yè)大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Si3N4晶體結(jié)構(gòu)
.1 液相燒結(jié)機(jī)理Si3N4陶瓷無壓液相燒結(jié)主要分為三個(gè)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(xì)管力促使顆粒滑動(dòng)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(kuò)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(huì)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(kuò)散-析出的過程中不斷移動(dòng),顆粒相互靠近,坯體進(jìn)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(kuò)散和閉氣孔排出,進(jìn)一步致密化。從上述三個(gè)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(lǐng)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(dǎo)彈天罩等電磁波領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力[32]。Si3N4陶瓷具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗腐蝕性常被用于煉鋁工藝中的熱保護(hù)管。Si3N4陶瓷作為電絕緣材料,常作為保護(hù)高溫超導(dǎo)的保護(hù)涂層。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]半導(dǎo)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(shù). 2017(05)
[2]陶瓷增材制造(3D打印)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 黃淼俊,伍海東,黃容基,鄧欣,伍尚華. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2017(04)
[3]氮化硅陶瓷的制備與應(yīng)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(gòu)與力學(xué)性能的影響[J]. 于俊杰,郭偉明,林華泰. 人工晶體學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]氮化硅材料在空空導(dǎo)彈天線罩上的應(yīng)用研究[J]. 夏明凱,劉誼,侯瑞,劉建杰. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]三維打印結(jié)合反應(yīng)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(dǎo)報(bào). 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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[9]先進(jìn)陶瓷快速無模成型技術(shù)的研究與進(jìn)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(xué)報(bào). 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(gòu)及性能研究[D]. 蔣強(qiáng)國.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3535030
【文章來源】:廣東工業(yè)大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Si3N4晶體結(jié)構(gòu)
.1 液相燒結(jié)機(jī)理Si3N4陶瓷無壓液相燒結(jié)主要分為三個(gè)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(xì)管力促使顆粒滑動(dòng)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(kuò)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(huì)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(kuò)散-析出的過程中不斷移動(dòng),顆粒相互靠近,坯體進(jìn)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(kuò)散和閉氣孔排出,進(jìn)一步致密化。從上述三個(gè)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(lǐng)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(dǎo)彈天罩等電磁波領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力[32]。Si3N4陶瓷具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗腐蝕性常被用于煉鋁工藝中的熱保護(hù)管。Si3N4陶瓷作為電絕緣材料,常作為保護(hù)高溫超導(dǎo)的保護(hù)涂層。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]半導(dǎo)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(shù). 2017(05)
[2]陶瓷增材制造(3D打印)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 黃淼俊,伍海東,黃容基,鄧欣,伍尚華. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2017(04)
[3]氮化硅陶瓷的制備與應(yīng)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(gòu)與力學(xué)性能的影響[J]. 于俊杰,郭偉明,林華泰. 人工晶體學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]氮化硅材料在空空導(dǎo)彈天線罩上的應(yīng)用研究[J]. 夏明凱,劉誼,侯瑞,劉建杰. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2014(01)
[7]三維打印結(jié)合反應(yīng)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(dǎo)報(bào). 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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[9]先進(jìn)陶瓷快速無模成型技術(shù)的研究與進(jìn)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(xué)報(bào). 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(gòu)及性能研究[D]. 蔣強(qiáng)國.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3535030
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