陽離子萃取和晶界晶化對氮化硅陶瓷抗氧化性能的影響.pdf

1、氮化硅陶瓷材料具有高強(qiáng)度、耐磨、耐熱、耐熱沖擊和有自潤滑性等特點，是優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)材料。純的氮化硅陶瓷(如CVD氮化硅陶瓷)具有卓越的抗氧化性能，完全能滿足高溫結(jié)構(gòu)材料的需要。　　本試驗采用一種新的表面改性方法—陽離子萃取法來改善氮化硅陶瓷的高溫抗氧化性能。其基本操作步驟是：先讓氮化硅在高溫下氧氣氣氛中保溫適當(dāng)時間，使其表面形成適當(dāng)厚度的氧化層，我們將這一步稱為預(yù)氧化；然后在適當(dāng)?shù)臏囟群蜌鍤鈿夥障卤兀沟么罅康闹鸁栯x子和雜質(zhì)陽離子

2、由晶界充分的向該氧化層擴(kuò)散，我們將這一步稱為萃??；待其充分?jǐn)U散后，將氮化硅樣品置于HF酸溶液中，去掉該表面氧化層，相當(dāng)于利用該氧化層作為萃取介質(zhì)進(jìn)行燒結(jié)助劑離子的萃取。采用正交法分析了萃取工藝對氮化硅抗氧化性的影響，研究表明陽離子萃取的溫度和時間是影響提高抗氧化效果的主要的因素，并且保溫時間較之溫度對萃取效果的影響更為顯著?！　”疚膶ρ趸瘜拥娘@微結(jié)構(gòu)、成分和物相、形成過程等進(jìn)行了分析。陽離子濃度和擴(kuò)散速度是含燒結(jié)助劑氮化硅陶瓷氧化速率

3、的控制因素，經(jīng)陽離子萃取和晶化處理后所形成的氧化層中陽離子的含量明顯降低，說明由晶界擴(kuò)散到氧化層中的陽離子減少，所以能明顯降低氮化硅陶瓷的氧化速率?！　”疚睦脽崃W(xué)計算的方法，分析了氮化硅材料在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)的可能性以及在氧化過程中的氧化反應(yīng)方式。應(yīng)用動力學(xué)方面的知識得到了陽離子萃取前后氮化硅的氧化活化能，結(jié)果表明，沒有進(jìn)行陽離子萃取處理前氧化活化能為67KJ.mol-1，經(jīng)1000℃的Ar氣氛中萃取4h后氧化活化能為119KJ