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人工晶体学报 ›› 2019, Vol. 48 ›› Issue (8): 1511-1515.

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莰烯为溶剂制备多孔氮化硅陶瓷的研究

于方丽;谢沛昱;张海鸿;唐健江;张凡曦;薛婷婷   

  1. 西安航空学院材料工程学院,西安,710077
  • 出版日期:2019-08-15 发布日期:2021-01-20
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51202211);西安航空学院校级科研基金项目(2017KY0204);2018 年国家级大学生创新创业训练项目(201811736004)

Study on Preparation of Porous Silicon Nitride Ceramics Using Camphene as Solvent

YU Fang-li;XIE Pei-yu;ZHANG Hai-hong;TANG Jian-jiang;ZHANG Fan-xi;XUE Ting-ting   

  • Online:2019-08-15 Published:2021-01-20

摘要: 以α-氮化硅粉为原料,坎烯为溶剂,氧化钇和氧化铝为烧结助剂,室温下利用冷冻注模法制备出多孔氮化硅陶瓷.研究了固相含量(坎烯含量)、干燥方式及粘结剂对生坯性能的影响,以及对烧结制备出的氮化硅孔隙率、力学性能和微观结构的影响.研究结果表明:固相含量过低会导致升华后坯体强度过低而坍塌,过高则无法获得多孔结构.坯体置于真空环境下干燥能有效加快其升华速度,避免坯体开裂.选用聚苯乙烯(PS)作为粘结剂制备的生坯效果较好.通过烧结制备试样的主晶相为β-Si3 N4相,以莰烯为溶剂获得的氮化硅陶瓷展现出了内部联通的多孔结构,而且是树枝状的坎烯"手臂".烧成后试样的线收缩率随着固相含量的增加而减小,当固相含量由10vol;升高到25vol;时,试样的开气孔率由82.13;降低到62.09;,而密度却由0.5698 g/cm3升高到1.2603 g/cm3,相应的三点弯曲强度由3.933 MPa增加到14.421 MPa,硬度由393.5 kg·mm-2上升至1288.3 kg·mm-2.

关键词: 坎烯;多孔氮化硅;冷冻注模;陶瓷

中图分类号: