h-BN-Si3N4復(fù)合陶瓷的熱壓制備及連接.pdf

1、本論文主要就以下三個方面進(jìn)行研究：通過添加不同種類燒結(jié)助劑以及改變燒結(jié)溫度研究h-BN/Si3N4復(fù)合陶瓷的制備工藝；研究不同h-BN引入量對h-BN/Si3N4復(fù)合陶瓷的微觀組織結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律；對h-BN/Si3N4復(fù)合陶瓷的連接進(jìn)行初步探索。
　　采用冷等靜壓-無壓燒結(jié)工藝，通過添加不同種類的燒結(jié)助劑以及采用不同燒結(jié)溫度，研究h-BN/Si3N4復(fù)合陶瓷微觀組織結(jié)構(gòu)和性能。結(jié)果表明，燒結(jié)助劑對其微觀組織結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料的力

2、學(xué)以及介電性能的影響均很大。添加不同燒結(jié)助劑，復(fù)合材料致密度最高可達(dá)61.8％，而最低的只有54.9%；抗彎強(qiáng)度最高可達(dá)146.8Mpa，最低可低至74.7MPa；對應(yīng)的介電常數(shù)最高為4.36，最低降為3.70；另外，通過研究燒結(jié)溫度對材料物相轉(zhuǎn)變和致密化程度的影響結(jié)果表明：h-BN/Si3N4復(fù)合陶瓷在1800℃燒結(jié)溫度下，α-Si3N4即可完全轉(zhuǎn)化為β-Si3N4，進(jìn)而優(yōu)化出h-BN/Si3N4復(fù)合陶瓷制備工藝。
　　采用部分

3、熱壓燒結(jié)工藝，研究h-BN引入量對h-BN/Si3N4復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明：通過部分熱壓燒結(jié)工藝，成功避免了無壓燒結(jié)制備圓片試樣時所產(chǎn)生的徑向收縮和平面翹曲現(xiàn)象，復(fù)合陶瓷材料隨著h-BN引入量的增加，孔隙率逐漸從39.9%增加到58.8%；復(fù)合材料的力學(xué)性能呈現(xiàn)出急劇降低的趨勢，抗彎強(qiáng)度從159.2MPa降低到19.5 MPa；而介電性能卻得到了一定改善，介電常數(shù)從4.45降低到了2.85。材料在犧牲力學(xué)性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了

4、介電性能的改善；同時h-BN的引入也改善了材料的抗熱震性。
　　對四種中間層材料的接頭界面的微觀組織結(jié)構(gòu)觀察可以看出：代號為SNS和SNS(B)中間層是疏松多孔結(jié)構(gòu)，中間層生成了Si2N2O相，母材和中間層由于熱失配產(chǎn)生了微裂紋；代號為MAS的中間層為一層致密的MAS相，母材和中間層結(jié)合良好，沒有發(fā)現(xiàn)微裂紋。四種中間層對應(yīng)的接頭強(qiáng)度差異很大，最大的剪切強(qiáng)度達(dá)到了37.4MPa，而最低的只有9.4MPa；接頭強(qiáng)度在引入h-BN后急劇