SIALON陶瓷的制備及力學性能研究.pdf

1、本文系統(tǒng)介紹了Sialon 陶瓷的性質和結構，闡述了 Sialon 陶瓷在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和應用現(xiàn)狀，提出 Sialon 陶瓷研究及應用中存在的問題及展望。本課題從研究不同添加劑對 Sialon 陶瓷力學性能及微觀結構的影響出發(fā)，對其進行了較為系統(tǒng)的研究。 Sialon為Si<,3>N<,4>-SiO<,2>-A1<,2>O<,3>-AlN系固溶體，因此欲合成某一具體的相可根據(jù)相圖按嚴格的配比并選擇適當?shù)臈l件來完成。本文以氮化硅

2、、氧化鋁、和氮化鋁為原料，采用無壓燒結工藝，在1750℃制備Sialon陶瓷，由于組分的差異，其相應的力學性能及微觀組織均有不同程度的差異，本文對所制得的 Sialon陶瓷的微觀形貌及力學性能進行研究，確立了最佳組分即56％Si<,3>N<,4>-34％A1<,2>O<,3>-10％AlN，力學性能相對最好，抗彎強度和斷裂韌性分別為362.5Mpa和3.31MPa·m<'1/12>以制備的性能和顯微結構較好的SiaIon陶瓷為基體材料，

3、分別選用 Y<,2>O<,3>、La<,2>O<,3>、Ce<,2>O<,3>、Nd<,2>O<,3>和Sm<,2>O<,3>作為添加劑，利用XRD、SEM 等分析手段及三點彎曲、硬度和斷裂韌性等力學測試方法，研究了不同添加劑類型及含量對Sialon陶瓷顯微組織及力學性能的影響。結果表明：添加Y<,2>O<,3>試樣的力學性能明顯優(yōu)于未添加Y<,2>O<,3>的試樣，且在Y<,2>O<,3>的加入量為6％力學性能最佳，抗彎強度和斷裂韌性

4、分別為 390.28Mpa 和4.4 MPa·m<'1/2>，長柱狀晶粒明顯增多，長徑比也增大，增強增韌效果明顯；用輕稀土氧化物部分取代Y<,2>O<,3>的試樣中，以Nd<,2>O<,3>部分取代Y<,2>O<,3>試樣的抗彎強度和斷裂韌性最好，分別為 483.2Mpa 和 4.9MPa·m<'1/2>；由于加入了復合稀土添加劑，使得燒結體中形成了較多的長柱狀β-Sialon晶粒，晶粒發(fā)育比較完全，相互交錯，提高了材料的韌性，形成的液