β-Sialon陶瓷的制備及熱處理對其性能影響的研究.pdf

1、本文以α-Si3N4、Al2O3和AIN、Y2O3和Nd2O3粉體為原料，采用無壓燒結(jié)工藝，經(jīng)1750℃燒結(jié)，保溫1h，通過對。Y2O3和Nd2O3兩種粉體的質(zhì)量百分含量的優(yōu)化，制得組織和性能優(yōu)良的β-Sialon陶瓷試樣；對制得的β-Sialon陶瓷標(biāo)準(zhǔn)樣條(3×4×36mm)進(jìn)行熱處理，并結(jié)合XRD和三點(diǎn)彎曲等手段加以分析和表征氣氛、溫度和時間對β-Sialon陶瓷力學(xué)性能的影響以及影響的機(jī)理。實驗的內(nèi)容及結(jié)論如下： ⑴在無

2、壓燒結(jié)的條件，制備β-Sialon陶瓷試樣中發(fā)現(xiàn)：由于Nd2O3和Y2O3兩種稀土氧化物的加入降低了陶瓷的燒結(jié)溫度，使得在1750℃燒結(jié)，保溫1h的條件下制得致密度較高、組織發(fā)育較完全和力學(xué)性能優(yōu)良的β-Sialon陶瓷，其中原料質(zhì)量百分配比為：36.848％α-Si3N4，22.372％Al2O3，6.58％AIN，2.1％Y2O3和2.1％Nd2O3的β-Sialon陶瓷致密度最高、組織發(fā)育最完全和力學(xué)性能最好，其相對密度、抗彎強(qiáng)度

3、和斷裂韌性值分別為92.86％、329.4MPa和6.058MPa·m1/2。 ⑵在真空條件下，分別經(jīng)900℃、1150℃、1300℃和1400℃熱處理，保溫2h的熱處理后結(jié)果表明：經(jīng)900℃、1150℃，保溫2h熱處理后β-Sialon陶瓷的抗彎強(qiáng)度比未經(jīng)熱處理的有了較大幅度的提高，經(jīng)1300℃、1400℃，各保溫2h熱處理后抗彎強(qiáng)度有所下降，但斷裂韌性變化都不大，其中經(jīng)1150℃，保溫2h的熱處理的陶瓷的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性提

4、高的最大，值分別為485.4MPa和6.42MPa·m1/2，而未經(jīng)過熱處理的分別只有329.4MPa和6.058MPa·m1/2。 ⑶在空氣的條件下，分別經(jīng)900℃、1150℃、1300℃和1400℃，各保溫2h熱處理后結(jié)果表明：經(jīng)900℃、1150℃，保溫2h熱處理后β-Sialon陶瓷的抗彎強(qiáng)度比未經(jīng)熱處理的有了大較幅度的提高，而經(jīng)1300℃、1400℃，各保溫2h熱處理后抗彎強(qiáng)度有所下降，但斷裂韌性變化不大，其中經(jīng)115

5、0℃，保溫2h的熱處理的陶瓷的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性提高的最大，值分別為545.9MPa和6.51MPa·m1/2。 ⑷在空氣的環(huán)境下，經(jīng)900℃、1150℃、1300℃和1400℃分別保溫2h、4h、5h和7h熱處理后結(jié)果表明：在900℃經(jīng)不同時間熱處理后，β-Sialon陶瓷的抗彎強(qiáng)度一直呈上升趨勢；在1150℃和1300℃熱處理時，以4h為折點(diǎn)抗彎強(qiáng)度呈先上升后下降趨勢；在1400℃熱處理時，抗彎強(qiáng)度一直呈下降趨勢。在時間分別