納米Si2N2O-Sialon陶瓷超塑性和超塑性成形研究.pdf

1、采用真空熱壓燒結(jié)方法燒結(jié)非晶納米Si3N4粉體，制備了具有超塑性性能的納米Si2N2O-Sialon復(fù)相陶瓷，研究了納米復(fù)相陶瓷的超塑性、超塑性成形性能和超塑性變形機(jī)理。采用Deform有限元軟件對(duì)納米Si2N2O-Sialon陶瓷超塑性鍛造過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，得出了納米陶瓷超塑性變形的基本規(guī)律。
　　采用高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法制備的平均晶粒直徑均小于20 nm的Y2O3和Al2O3粉體作為燒結(jié)助劑，加入平均晶粒直徑

2、小于50 nm的AlN粉體，真空熱壓燒結(jié)平均晶粒直徑為18 nm的非晶 Si3N4粉體，制備了納米Si2N2O-Sialon復(fù)相陶瓷。當(dāng)Si3N4，AlN，Y2O3和Al2O3納米粉體的質(zhì)量比為72:14:4:10，燒結(jié)溫度為1600℃時(shí)，Si2N2O-Sialon復(fù)相陶瓷晶粒直徑小于100 nm，為典型的納米材料。
　　納米Si2N2O-Sialon陶瓷在1550℃顯示出良好的拉伸超塑性，在應(yīng)變速率為44.7×10? s-1條件

3、下，延伸率可達(dá)到115％。在1550℃的低溫也能實(shí)現(xiàn)以1 mm/s的高速率、3.57大擠壓比的擠壓變形，成形出良好的制件。用Deform有限元軟件模擬氮化硅陶瓷齒輪鍛造成形過(guò)程，較直觀的預(yù)測(cè)了齒輪成形及齒形充填情況，并與45鋼金屬齒輪的成形過(guò)程進(jìn)行了對(duì)比分析，探討了兩種材料成形過(guò)程中規(guī)律的不同。
　　晶界的滑移，晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)、擴(kuò)散，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)以及晶界的遷移都是超塑性變形的主要過(guò)程。對(duì)于采用液相燒結(jié)方法獲得的晶界上有玻璃相的氮化物陶瓷材