高热导率Si3N4陶瓷的高压合成及性能研究

人工晶体学报 ›› 2019, Vol. 48 ›› Issue (6): 1111-1115.

高热导率Si3N4陶瓷的高压合成及性能研究

郑友进;王俊楠;周振翔;左桂鸿;王丽娟;王方标;黄海亮;贾洪声

牡丹江师范学院,黑龙江省新型碳基功能与超硬材料重点实验室,牡丹江157011;北京中材人工晶体研究院有限公司,北京,100018;吉林师范大学,功能材料物理与化学教育部重点实验室,四平136000

出版日期:2019-06-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
吉林省科技发展计划项目(20180201079GX);吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20191003KJ);黑龙江省教育厅项目(1352ZD002,1353ZD010)

Synthesis and Properties of Si3N4 Ceramics with High Thermal Conductivity under High Pressure

ZHENG You-jin;WANG Jun-nan;ZHOU Zhen-xiang;ZUO Gui-hong;WANG Li-juan;WANG Fang-biao;HUANG Hai-liang;JIA Hong-sheng

Online:2019-06-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 在高温高压条件下(HPHT,4 ～5 GPa,1430 ～1530℃),采用高压烧结技术,利用Y2O3、MgO作为烧结助剂,通过和不同质量配比的氮化硅(a-Si3N4,β-Si3N4)粉体复合,制备了具有高热导率和高致密性的Si3N4陶瓷.本实验采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱EDS、热导率测定仪、维氏硬度计对样品进行了分析和表征,研究了压强、烧结温度、保温时间对热导率和致密性的影响.结果表明:超高压条件有效降低了烧结温度,缩短了烧结时间.当烧结条件在5 GPa,1490℃,1h时,其硬度为16.5 GPa,此时β-Si3N4复合陶瓷的致密化最优,气孔率(0.26;)和晶格缺陷显著改善.研究发现适当的延长烧结时间可以促进晶粒正常长大,同时产生较高的热导率,最高可达到64.6W/(m· K).

中图分类号:

TQ164

郑友进;王俊楠;周振翔;左桂鸿;王丽娟;王方标;黄海亮;贾洪声. 高热导率Si3N4陶瓷的高压合成及性能研究[J]. 人工晶体学报, 2019, 48(6): 1111-1115.

ZHENG You-jin;WANG Jun-nan;ZHOU Zhen-xiang;ZUO Gui-hong;WANG Li-juan;WANG Fang-biao;HUANG Hai-liang;JIA Hong-sheng. Synthesis and Properties of Si3N4 Ceramics with High Thermal Conductivity under High Pressure[J]. JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS, 2019, 48(6): 1111-1115.

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