金属材料专业毕业论文19632

毕业论文论文题目氮化硅的常压烧结和性能研究

专业班级金属材料

指导教师

目录

摘要： (3)

Abstract: (4)

1 引言 (5)

1.1氮化硅陶瓷的基本性质 (5)

1.2氮化硅陶瓷优异的性能 (6)

1.3 氮化硅的种类及特性 (7)

1.6 氮化硅陶瓷的制造 (7)

1.6.1氮化硅陶瓷制备工艺的主要环节 (7)

1.6.2主要工艺类型和特点 (8)

1.6.2.1反应烧结法( RS)： (8)

1.6.2.2热压烧结法( HPS)： (9)

1.6.2.3常压烧结法( PLS)： (9)

1.6.2.4气压烧结法( GPS)： (9)

1.7 氮化硅陶瓷的现状及市场前景 (10)

2.实验 (13)

2.1氮化硅陶瓷烧结工艺 (14)

2.2 实验结果与分析 (16)

2.2.1烧结温度对氮化硅陶瓷相结构的影响 (16)

2.2.2原始粉末粒度对氮化硅陶瓷性能的影响 (16)

2.2.3烧结助剂对氮化硅陶瓷性能的影响 (18)

3.结论 (22)

致谢 (23)

【参考文献】 (24)

氮化硅的常压烧结和性能研究

摘要：

氮化硅烧结必须添加烧结助剂，不同的粉末粒度也会对烧结产生影响。本试验通过对显微组织和性能测试来分析讨论不同粒度的粉末和不同的烧结添加剂对氮化硅陶瓷性能的影响，得出结论如下：在常压烧结中，初始粉末的晶粒尺寸越小，氮化硅烧结越容易得到较高的性能参数；5wt% MgO

-5wt% Y

2O

3

的组合对烧结的促进作用是最明显的，得到的性能参数最理想；

随着样品的烧结温度升高，材料的致密化程度增加，力学性能提高。关键词：氮化硅；常压烧结；烧结剂；粉末粒度

Normal pressure sintering and properties of Silicon nitride

Abstract:

Sintering aids must be added into sintered silicon nitride, different particle

size will also affect the sintering. In this experiment,we use the

microstructure and properties of the test to analyze the discussion of

different particle size powders and different sintering additives on the

properties of silicon nitride ceramics and concluded as follows: in the

pressureless sintering,the smaller the grain size of the initial powder , the

more readily available silicon nitride sintered high performance

parameters; 5wt% MgO-5wt% Y2O3's role in promoting the combination

of sintering is the most obvious,we can get the best performance

parameters; With the sample sintering temperature increasing, the level of

densification increased and mechanical properties improved. Keywords:Silicon nitride; no pressure sintering; sintering agent; powder intensity

1 引言

由于科学技术的不断发展需要，科学家们一直在不停顿地寻找适用于苛刻条件下使用的理想的新材料。在层出不穷的大量新材料队伍中，氮化硅陶瓷可算是脱颖而出，十分引人注目，日益受到世界各国科学家们的重视。

氮化硅（Si

3N

4

）是氮和硅的化合物。在自然界里，氮、硅都是极其普通的元

素。氮是生命的基础，硅是无机世界的主角，这两种元素在我们生活的世界上无所不在，然而，至今人们还未发现自然界里存在这两种元素的化合物。

氮化硅陶瓷是一种先进的工程陶瓷材料。该陶瓷于19世纪80年代被发现，20世纪50年代获得较大规模发展。中国是在20世纪70年代初开始研究，到20世纪80年代中期已取得一定成绩。该材料具有高强度、高硬度、耐磨蚀、抗氧化和良好的抗热冲击及机械冲击性能，被材料科学界认为是结构陶瓷领域中综合性能优良，最有希望替代镍基合金在高科技、高温领域中获得广泛应用的一种新型材料，因此近二三十年来颇受青睐和重视。

氮化硅陶瓷因为具有优良的机械、物理和化学性能，所以被广泛应用于高温材料。本实验采用相对比较简单的常压烧结方式制备氮化硅陶瓷。常压烧结制备氮化硅陶瓷有着以下优势：制品形状的可变性良好，生产成本低廉。这两个优势的存在使得该制备方法有着较好的应用前景。由于氮化硅粉体属于瘠性粉体，其烧结性能很差。因此，氮化硅烧结必须添加烧结助剂。在烧结助剂的选择上可以选择包括氧化物、氮化物、硼化物等能促进液相烧结并致密化的物质。在烧结过程中要尽可能多的产生液相，同时抑制玻璃相的形成。此外,不同的粉末粒度也会对烧结产生影响。本章主要通过显微组织和性能测试来分析讨论不同粒度的粉末和不同的烧结添加剂对氮化硅陶瓷性能的影响。

1.1氮化硅陶瓷的基本性质