Zeng Yuping

烧结助剂种类对Si 3 N 4 /SiC陶瓷力学与摩擦性能的影响

分别以Y 2 O 3 -Al 2 O 3 (YA)和Y 2 O 3 -MgO(YM)为烧结助剂, 采用气压烧结工艺制备了Si 3 N 4 /SiC陶瓷, 研究了两种不同的烧结助剂对陶瓷的力学和摩擦性能的影响。研究结果表明: 添加不同种类的烧结助剂对制备陶瓷的相对密度、抗弯强度、断裂韧性、硬度、摩擦系数和磨损率影响很大; 与添加烧结助剂YM相比较，添加烧结助剂YA的Si 3 N 4 /SiC陶瓷在烧结过程中表现出了更好的烧结性能, 得到的陶瓷样品最终显示了更好的力学和摩擦性能, 尤其是SiC添加量为20wt%的Si 3 N 4 /SiC陶瓷。这主要归因于烧结助剂YA的添加使Si 3 N 4 /SiC陶瓷呈现出了更高的相对密度, 获得的晶粒长径比更小。

反应烧结制备Si 3 N 4 /SiC复相陶瓷及其力学性能研究

以两种不同配比Y 2 O 3 /Al 2 O 3 (A, 2:3; B, 3:1, 总量15 wt%)为烧结助剂, 通过添加不同质量分数的SiC粉体,反应烧结制备了高强度的氮化硅/碳化硅复相陶瓷。并对材料的相组成、相对密度、显微结构和力学性能进行了分析。结果表明: 在1700℃保温2 h情况下, 烧结助剂A 与B对应的样品中α-Si 3 N 4 相全部转化为β-Si 3 N 4 ; 添加5wt% SiC, 烧结助剂A对应样品的相对密度达到最大值94.8%, 且抗弯强度为521.8 MPa, 相对于不添加SiC样品的抗弯强度(338.7 MPa)提高了约54.1%。SiC能有效改善氮化硅基陶瓷力学性能, 且Si 3 N 4 /SiC复相陶瓷断裂以沿晶断裂方式为主。