本文關(guān)鍵詞：AlN-BN復(fù)相陶瓷的制備與性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文主要以A1N和BN粉為原料,無(wú)燒結(jié)助劑,采用熱壓燒結(jié)(HP)和熱等靜壓燒結(jié)(HIP)成功制備出了A1N和AlN-BN復(fù)相陶瓷,主要研究了燒結(jié)溫度、所施壓強(qiáng)和BN含量對(duì)AlN-BN復(fù)相陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響。并確立了能預(yù)測(cè)熱等靜壓制備的AlN-BN復(fù)相陶瓷熱導(dǎo)率和體積電阻率的兩相復(fù)合模型。采用HP方法制備出的A1N和AlN-BN復(fù)相陶瓷的研究結(jié)果表明：復(fù)相陶瓷由純凈的AIN和BN組成。當(dāng)BN含量相同時(shí),隨著燒結(jié)溫度越高,其相對(duì)密度、熱導(dǎo)率、體積電阻率和硬度越高,而質(zhì)量磨損率和平均摩擦系數(shù)減小。隨著B(niǎo)N含量的不斷增加,晶粒逐漸發(fā)育完善,AlN-BN復(fù)相陶瓷的相對(duì)密度也隨之增加。但是nAlN:nBN=50:50時(shí),BN交叉堆積明顯,疏松多孔,不利于材料致密。隨著B(niǎo)N的增加,硬度和熱導(dǎo)率逐漸下降,體積電阻率、質(zhì)量磨損率和平均摩擦系數(shù)增大。在1700℃、保溫1h的燒結(jié)工藝下能制備出nAlN:nBN=75:25相對(duì)密度為95.58%,熱導(dǎo)率為58.13 W/(m.K),體積電阻率7.32×1014Ω.cm的AlN-BN復(fù)相陶瓷。采用HIP燒結(jié)制備出的AlN-BN復(fù)相陶瓷研究表明：當(dāng)BN含量相同時(shí),隨著燒結(jié)溫度和壓強(qiáng)的升高,復(fù)相陶瓷的相對(duì)密度、熱導(dǎo)率、體積電阻率和硬度提高,質(zhì)量磨損率和平均摩擦系數(shù)減小。HIP燒結(jié)溫度對(duì)AlN-BN復(fù)相陶瓷的致密化比壓強(qiáng)作用更為顯著。熱等靜壓的高壓強(qiáng)可以有效打破BN的“卡片式”結(jié)構(gòu),使得BN的添加量對(duì)材料的燒結(jié)致密化進(jìn)程影響不大,硬度和熱導(dǎo)率隨著B(niǎo)N的添加量增加而逐漸下降,體積電阻率、質(zhì)量磨損率和平均摩擦系數(shù)增大。在1550℃、90MPa、保溫3h的熱等靜壓工藝下,可以制備出nAlN:nBN=75:25相對(duì)密度達(dá)98.03%,熱導(dǎo)率為77.29W/(m.K), 體積電阻率1.35×1015Ω.cm的AlN-BN復(fù)相陶瓷。根據(jù)復(fù)相陶瓷的兩相復(fù)合模型：λcom=λ2(1-F)(1-φ)(λ2-λ1)/λ2(λ1+F(1-φ)(λ2-λ1))計(jì)算得到的復(fù)相陶瓷的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率(電阻率)的理論值與實(shí)際測(cè)量結(jié)果較為符合,可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)HIP制備的AlN-BN復(fù)相陶瓷的熱導(dǎo)率和體積電阻率。
【關(guān)鍵詞】：AlN-BN復(fù)相陶瓷 熱壓 熱等靜壓 熱導(dǎo)率 體積電阻率 復(fù)合模型
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 AlN的性能及應(yīng)用12-14
• 1.3 BN的性能及應(yīng)用14-15
• 1.4 AlN-BN復(fù)相陶瓷的制備15-19
• 1.4.1 無(wú)壓燒結(jié)16-17
• 1.4.2 反應(yīng)燒結(jié)17-18
• 1.4.3 熱壓燒結(jié)(HP)18
• 1.4.4 放電等離子燒結(jié)(SPS)18
• 1.4.5 熱等靜壓燒結(jié)(HIP)18-19
• 1.5 復(fù)合材料的復(fù)合模型19-20
• 1.6 AlN-BN復(fù)相陶瓷的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.7 本文的研究目的、意義及主要研究?jī)?nèi)容21-24
• 1.7.1 研究目的和意義21-22
• 1.7.2 主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 材料制備及測(cè)試表征方法24-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案26-28
• 2.2.1 原料制備工藝26
• 2.2.2 制備AlN-BN復(fù)相陶瓷的燒結(jié)方法26-28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備28-30
• 2.3.1 熱壓燒結(jié)設(shè)備28-29
• 2.3.2 熱等靜壓燒結(jié)設(shè)備29
• 2.3.3 其他設(shè)備29-30
• 2.4 材料性能及分析測(cè)試方法30-35
• 2.4.1 密度測(cè)定30
• 2.4.2 材料的硬度測(cè)定30-31
• 2.4.3 電阻率測(cè)定31-32
• 2.4.4 熱導(dǎo)率測(cè)定32-33
• 2.4.5 摩擦磨損性能測(cè)試33-34
• 2.4.6 XRD射線衍射分析34
• 2.4.7 SEM和EDS分析34-35
• 第三章 AlN-BN復(fù)相陶瓷的HP制備及性能研究35-45
• 3.1 引言35
• 3.2 燒結(jié)試樣物相分析35-36
• 3.3 燒結(jié)溫度對(duì)不同BN含量的AlN-BN復(fù)相陶瓷致密化影響36-37
• 3.4 燒結(jié)溫度對(duì)不同BN含量的AlN-BN復(fù)相陶瓷硬度的影響37-38
• 3.5 微觀結(jié)構(gòu)形貌分析38-40
• 3.5.1 熱壓燒結(jié)溫度對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的影響38-39
• 3.5.2 BN含量對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的影響39-40
• 3.6 燒結(jié)溫度對(duì)不同BN含量的AlN-BN復(fù)相陶瓷熱導(dǎo)率的影響40-41
• 3.7 燒結(jié)溫度對(duì)不同BN含量AlN-BN復(fù)相陶瓷體積電阻率的影響41-42
• 3.8 燒結(jié)溫度對(duì)AlN-BN復(fù)相陶瓷摩擦性能的影響42-44
• 3.8.1 燒結(jié)溫度對(duì)摩擦系數(shù)的影響42-43
• 3.8.2 BN含量對(duì)AlN-BN復(fù)相陶瓷磨損率的影響43-44
• 3.9 本章小結(jié)44-45
• 第四章 AlN-BN復(fù)相陶瓷HIP制備及性能研究45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 熱等靜壓燒結(jié)AlN-BN復(fù)相陶瓷的物相分析45-46
• 4.3 燒結(jié)工藝對(duì)AlN-BN復(fù)相陶瓷致密化的影響46-47
• 4.4 燒結(jié)工藝對(duì)AlN-BN復(fù)相陶瓷硬度的影響47-48
• 4.5 AlN-BN復(fù)相陶瓷的斷口形貌圖48-51
• 4.6 HIP制備AlN-BN復(fù)相陶瓷的熱導(dǎo)率51-53
• 4.7 AlN-BN復(fù)相陶瓷的體積電阻率53-54
• 4.8 AlN-BN復(fù)相陶瓷材料的摩擦磨損性能54-57
• 4.8.1 AlN-BN復(fù)相陶瓷的質(zhì)量磨損率54-55
• 4.8.2 AlN-BN復(fù)相陶瓷的摩擦系數(shù)55-56
• 4.8.3 AlN-BN復(fù)相陶瓷的磨痕微觀結(jié)構(gòu)形貌56-57
• 4.9 本章小結(jié)57-59
• 第五章 AlN-BN復(fù)相陶瓷熱導(dǎo)率和電阻率模型探討59-67
• 5.1 復(fù)相陶瓷兩相體系模型及理論方程59
• 5.2 AlN-BN復(fù)相陶瓷兩相體系熱導(dǎo)率模型討論59-63
• 5.2.1 HP不同密度AlN-BN復(fù)相陶瓷的熱導(dǎo)率59-60
• 5.2.2 HIP不同相對(duì)密度AlN-BN復(fù)相陶瓷的熱導(dǎo)率60-62
• 5.2.3 AlN-BN復(fù)相陶瓷熱導(dǎo)率復(fù)合模型討論62-63
• 5.3 AlN-BN復(fù)相陶瓷兩相體系體積電阻率模型討論63-66
• 5.3.1 HP不同密度AlN-BN復(fù)相陶瓷的體積電阻率63-64
• 5.3.2 HIP不同相對(duì)密度AlN-BN復(fù)相陶瓷的體積電阻率64-65
• 5.3.3 AlN-BN復(fù)相陶瓷體積電阻率復(fù)合模型討論65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果77

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