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硅復合剛玉-氮化硅材料的性能、組成及顯微結構

關鍵詞 剛玉 , 氮化硅|2011-07-12 14:04:58|制造技術|來源 中國磨料磨具網
摘要 將由50%(質量分數,下同)氧化鋁粉、37.5%氮化硅粉和12.5%硅粉組成的混合料和由62.5%氧化鋁粉和37.5%氮化硅粉組成的混合料分別壓制成試樣,分別在空氣和埋炭氣氛中于1...
  將由50%(質量分數,下同)氧化鋁粉、37.5%氮化硅粉和12.5%硅粉組成的混合料和由62.5%氧化鋁粉和37.5%氮化硅粉組成的混合料分別壓制成試樣,分別在空氣和埋炭氣氛中于1600℃保溫2h燒成,然后檢測試樣的體積密度,顯氣孔率和常溫耐壓強度,并采用XRD、SEM、EDS等手段分析試樣的物相組成和顯微結構。結果表明:與未加硅粉的試樣相比,加入硅粉的試樣在兩種氣氛中燒成后,顯氣孔率較低,強度較大,說明硅對剛玉-氮化硅材料具有助燒結作用;在空氣中燒成后,試樣中殘留有較我的單質硅,這些單質硅均勻分布于剛玉和氮化硅顆粒的空隙間;在埋炭氣氛中燒成后,單質硅原位反應生成了O'-SIALON和SIC。
  根據作者的研究,在不采用熱壓等工藝措施時,剛玉-氮化硅材料在氮氣氣氛和還原氣氛下很難燒結,只有在氧化氣氛下才比較容易燒結,但這是以部分氮化硅的氧化為代價而獲得的。
  硅與氧的親和力大于氮化硅與氧的親和力,能先于氮化硅氧化,起到抗氧化劑的作用;更重要的是,根據洪彥若等提出的金屬過渡塑性相理論,在剛玉-氮化硅之類的無機非金屬材料中加入金屬后,能改善材料的結構和性能。
  為了促進剛玉-氮化硅材料在氧化氣氛下的燒結性并且改進燒結后材料的性能,本工作在剛玉-氮化硅材料中引進單質硅,重點研究了在空氣氣氛和埋炭氣氛中燒成后硅復合剛玉-氮化硅材料的基質,探討了硅在材料中的賦存形態的變化以及由此給材料物相,結構和性能所帶來的影響。
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