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氮化硅烧结

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氮化硅的性质与应用

氮化硅的性质与应用

氮化硅简介氮化硅，分子式为Si3N4,是一种重要的结构陶瓷材料。

它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；氮化硅除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应(反应方程式：Si3N4+16HF═3SiF4↑+4NH4F），抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。

而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1 000 ℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。

正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。

如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面，不仅可以提高柴油机质量，节省燃料，而且能够提高热效率。

我国及美国、日本等国家都已研制出了这种柴油机。

应用【氮化硅的应用】氮化硅用做高级耐火材料，如与sic结合作SI3N4-SIC耐火材料用于高炉炉身等部位；如与BN结合作SI3N4-BN材料，用于水平连铸分离环。

SI3N4-BN系水平连铸分离环是一种细结构陶瓷材料，结构均匀，具有高的机械强度。

耐热冲击性好，又不会被钢液湿润，符合连珠的工艺要求。

见下表更多信息物理性质相对分子质量140.28。

灰色、白色或灰白色。

六方晶系。

晶体呈六面体。

密度3.44。

硬度9~9.5，努氏硬度约为2200，显微硬度为32630MPa。

熔点1900℃（加压下）。

通常在常压下1900℃分解。

比热容为0.71J/(g·K)。

生成热为-751.57kJ/mol。

热导率为16.7W/(m·K)。

线膨胀系数为2.75×10-6/℃(20~1000℃)。

不溶于水。

溶于氢氟酸。

在空气中开始氧化的温度1300~1400℃。

比体积电阻，20℃时为1.4×105 ·m,500℃时为4×108 ·m。

弹性模量为28420~46060MPa。

耐压强度为490MPa（反应烧结的）。

1285摄式度时与二氮化二钙反应生成二氮硅化钙，600度时使过渡金属还原，放出氮氧化物。

大气中烧结多孔氮化硅的相变和氧化机理研究

大气中烧结多孔氮化硅的相变和氧化机理研究
文 章 编 号 ： １ ０ ．７ １２ ０ ） 刊．８ ３０ ０ １９ ３ （０ ７增 ３ ４ ．３
Ｓ３ ４ Ｙ ｏ ＡＩ ３ Ｍｇ Ｓ ｏ ｉ ２３ Ｎ ２ ０ Ｏ ｉ，
９１ ｉＮ４５ ４ Ｓ ３ － Ｙ－ Ａｌ
９１ ３ ４３Ｍ ｇ・ Ｉ３ ＳｉＮ ・ ・ ・ ・ Ｓｉ ３Ａ ・
９ ３ ４３ ．Ａ ．Ｓ 在不 同温 度烧 结后的 Ｘ Ｄ谱 图。 １ ｉ ．Ｍｇ３ １ ｉ ＳＮ ３ Ｒ 从 图 １ 以看 出 ，试样 ９ Ｓ３ ４ Ｙ４ 在 １０ ，１５ ， 可 １ｉ ． －ＡＩ Ｎ ５ ４ ０ ４ ０ １０ ，１ ５ ℃烧 结后 的主 晶相为 ＳＯ 和 ａＳ３ ４ ５０ ５０ ｉ２ ．ｉ 。由图 Ｎ ２可见 ， 样 ９ Ｓ３ ４ Ｍｇ３ １ Ｓ 在 １ ０ 、 ４ ０ １０ 、 试 １ ｉ ． ．Ａ ． ｉ Ｎ ３ ３ ４ ０ １５ 、 ５ ０ １５ ℃烧 结 后 的主 晶 相 为 ＳＯ２和 ａＳ３ ４ ５０ ｉ ．ｉ ，有 少 量 Ｎ ＢＳ３ ４生成 ， １５ ℃ 烧 结 后 除 上 述 晶 相 外 还有 微 量 ．ｉ Ｎ ５０ Ｓ２ Ｏ 生成 。说明在该温度 范围 内 Ｍｇ Ａ ２ ３ ｉ ２ ｉ Ｎ２ Ｏ— １ ． Ｏ 体 ０ Ｓ 系 更 有 利 于 氮 化 硅 发 生 相 变 。 因 为 ａＳ３ ．ｉ Ｎ４转 变 为
维普资讯
贾
பைடு நூலகம்
玲 等 ：大 气 中烧 结 多孔 氮 化硅 的相 变和 氧 化机 理 研 究
大气 中烧结 多孑 氮化硅 的相 变和氧化机 理研 究 Ｌ
贾 玲 ，谷 景 华 ，张凡 伟 ，赵 宇宏 ，张 跃
（ 北京 航空航 天大学 材料 科学与工程 学 院，北京 １０ ８ ） ０ ０ ３ 摘 要：以 ａＳ３ ４ ．ｉ 为原料 ， Ｎ 分别 以 Ｙ Ｏ ． １ ３ Ｍｇ ２３ ２ 和 Ａ Ｏ Ｏ— ＞９ ％）分 别 以Ｙ Ｏ ． １ ３ ３ ， ２ ３ ２ 和Ｍｇ Ａ ２ ３ ｉ ２ ＡＯ Ｏ． １ ． Ｏ 两个体 系 ０ Ｓ 为烧 结助剂 ，按照表 １ 所示 的 比例配 制粉料 ， 以去离 子 ‘ 水为介质 ，将粉料球 磨２ ，经干 燥 、过筛 后模压成 型。 ｈ

采用两种不同烧结方法制备的氮化硅基纳米复合材料

采用两种不同烧结方法制备的氮化硅基纳米复合材料
向 的压 力 。然而 ，不 同的是数 千安 培 的电流 要通 过
两种 不 同的烧结 方法 应用 于样 品制备 ： １ ）热 等静 压 （ Ｉ — Ｂ Ａ型 ）烧 结 中 ，粉 末 ＨＰ Ａ Ｒ 混 合 物 放 置在 乙醇 池 中 ，超 声 处 理 １ 。之后 加 入 ｈ
聚 乙二 醇 （Ｅ 。 Ｐ Ｇ）
压 （ Ｉ ）和放 电等 离 子 烧 结 （Ｐ ） 应 用 于碳 纳 米 管 微 结 构 的增 强 与 调 整 ，即 增 强氮 化 硅 基 复 合 材 料 。氮 化 硅 ＨＰ ｓ ｓ１已 基 复 合 材 料 系统 保 留 了 原 有 系统 的 力 学 强 度 。 为 表征 由 两种 不 同烧 结 方 法 制备 的复 合 材 料 ，对 其 分 别 进 行 了 弹 性
烧 结试 样 的尺寸 为 ３５ ｘ ｍ ５ ｍ ． ｍｍ ５ ｍｘ ０ ｍ。
子体 。从 而引起 快速致 密化 过程 。采用 放 电等离 子
烧 结法 。样 品 的致 密 化 过 程 可 以在 几 分 钟 之 内实 现 ，而且 没有 明显 的晶粒 成长过 程 。
２ ）放 电等离 子 烧结 在 真 空 中进 行 。使 用 的是
模 量 测 试 、硬 度 及 断 裂 韧 性 的微 压痕 观 察 、扫 描 电 子显 微 镜 （Ｅ 、透 射 电 镜 （Ｅ Ｓ Ｍ） Ｔ Ｍ） 和 Ｘ 射 线 衍 射 实 验 。 一
关 键 词 ：热等静压 ；复合材料 ；氮化硅 ；放 电等 离子烧结
中 图分类 号 ：Ｔ １５１ Ｑ ７．１
文 献标 识码 ：Ａ
文章 编 号 ：１ ３ ７９ ２１ ）０—０３ ０ ６ —７２（０２ ５ ０５—４ ７
１ 引 言
碳 纳米 管 已被证 实具有 特殊 的物 理性 能 。因此 人们期 待 通过将 其添加 到 聚合物 、金 属及 陶瓷 基体

氮化硅烧结[学习内容]

氮化硅烧结[学习内容]

特选内容
4
结论
以YF3和MgO为烧结助剂，适当控制添加比例，采用热压烧结工艺可 以制备致密的Si3N4陶瓷。烧结过程中烧结助剂可与氮化硅粉中的氧元 素发生反应，形成晶界氧化物相，起到净化氮化硅晶粒的作用。
同时，烧结助剂还可以促进柱状晶的生长。氮化硅陶瓷的抗弯强 度随YF3和MgO添加量的增加而增加，最高可以达到959 MPa，硬度随着 YF3的增加从20GPa降低，这可能是由于柱状晶生长所致。
特选内容
3
2.YF3助烧剂氮化硅的烧结及力学性能
摘要：
以不同含量的YF3和MgO作为烧结助剂，对Si3N4进行热压烧结， 研究了烧结助剂含量对氮化硅陶瓷的相对密度、烧结反应、稀土 元素分布以及硬度、强度和断裂韧性等力学性能的影响。实验结 果表明，仅添加YF3的样品生成了YSiON四元化合物，而同时添加 MgO的样品生成MgYSiO 四元化合物；样品的抗弯强度随YF3和MgO 添加量的增加而增加，最高可以达到959 MPa；而硬度则随着YF3 的增加从20GPa降低；添加2%YF3(质量分数)氮化硅陶瓷的断裂韧 性在(5.5~5.8)×105 MPa·m1/2 之间，随MgO添加量变化不大。
特选内容
9
5.氮化硅反应烧结的研究进展
摘要:
氮化硅作为高温功能陶瓷性能优越，但将其制备成陶瓷 零件比较困难，目前一般用反应烧结法制备氮化硅陶瓷零 件。此外，反应烧结制备氮化硅陶瓷还具有成本低、烧结 温度低、产品成型好、陶瓷高温性能好等优点。综述了氮 化硅陶瓷反应烧结工艺流程和工艺的优缺点，着重介绍了 氮化硅反应烧结在成型工艺、烧结工艺、原材料影响、后 处理和陶瓷增韧等方面所取得的进展。
特选内容
12
结论
重烧结后的氮化硅结合碳化硅试样力学性能有了显著 提高，常温三点抗弯强度及洛氏硬度值较氮化后均有较大 幅度的提升；

氮化硅性能原理

氮化硅性能原理

氮化硅性能原理（1）、作为人工合成材料之一的氮化硅陶瓷材料，具有高比强、高比模、耐高温、抗氧化和耐磨损以及抗热震等优良的综合性能，广泛应用于机械、化工、海洋工程、航空航天等重要领域。

对多晶材料而言，晶界状态是决定其电性能、热性能和力学等性能的一个极其重要的因素。

对于氮化硅陶瓷来说，晶界强度是决定其能否作为高温工程材料应用的关键（2）、由于氮化硅分子的si—N键中共价键成分为70％，离子键成分为30％t引，因而是高共价性化合物，而且氮原子和硅原子的自扩散系数很小，致密化所必需的体积扩散及晶界扩散速度、烧结驱动力很小，只有当烧结温度接近氮化硅分散温度(大于1850℃)时，原子迁移才有足够的速度。

这决定了纯氮化硅不能靠常规固相烧结达到致密化，所以除用硅粉直接氮化的反应烧结外，其它方法都需采用烧结助剂，利用液相烧结原理进行致密化烧结（3）、因此，研究烧结助剂对氮化硅陶瓷致密化烧结的影响显得尤为重要。

氮化硅陶瓷作为新型的结构材料，受到越来越广泛的重视。

氮化硅工程陶瓷-家电领域一、材料特性抗弯强度kg/cm2 1700－2000 1600－1900 2100－2700 2200－2880抗压kg/cm2 6500－9500 6000－8700 11000－14000 11000－15000硬度HRA 78－82 76－80 83－85 85－87热膨胀系数（1/℃）（20～800℃） 2.3－2.9 x 10-6 2.3－2.9 x 10-6 2.3－2.9 x 10-6 2.3－2.9 x 10-6摩擦系数 0.1 0.1 0.1 0.1抗金属熔体浸蚀铝、锌、锡、铅等适用范围：适用于机械、化学与耐火材料、军事工业。

已适用情况：可作为机械密封用的密封件、耐腐蚀泵体、熔融铝液中的热电偶保护管，适用效果良好。

二、企业接产条件所有的原材料和设备全部国产化，生产线、建筑面积、劳动定员、水、电等随生产规模而定。

三、经济效益分析该产品是一种新型的高温结构陶瓷材料，特别是注浆成型工艺的关键技术，填补了国内空白，另外，该材料为陶瓷发动机的首选材料，具有一定的社会效益。

福建美士邦氮化硅粉及配方粉

福建美士邦氮化硅粉及配方粉

氮化硅原粉、氮化硅烧结配方粉
氮化硅粉是烧结氮化硅陶瓷的重要原料。

我公司采用硅粉氮化这一成熟稳定工艺生产的氮化硅粉α相含量高，产品烧结活性好，纯度高，游离硅、铁铝钙等杂质含量低，含氮量高，细化设备多元搭配，合理组合，粉料粒度分布窄，产品均匀稳定，适用于生产高性能氮化硅陶瓷产品。

粉体具体指标见下表：
粒度分布图
表一
氮化硅原粉图
XRD 扫描结果图 配方喷雾造粒粉图
分析组分
含量
Alpha phase
>92% Free Si
<0.4% N
>39.06% O
<1.0% Fe
<0.19% D50 0.5,0.70um,
1um,2um
上海硅酸盐检测结果扫描图。

低温烧结制备的多孔氮化硅陶瓷的介电常数和力学性能

低温烧结制备低介电常数和高力学性能的多孔氮化硅陶瓷夏永封，曾玉萍，江东亮上海硅酸盐研究所，中科院，1295年定西道，上海邮编200050中科院研究生院，北京100039，中华人民共和国摘要：通过凯特布兰（SiO 2-B 2O 3-P 2O 5）玻璃使用传统的陶瓷工艺在空气中制备了多孔氮化硅（Si 3N 4）陶瓷。

多孔Si 3N 4陶瓷烧结至1000~1200℃显示了相对较高的抗弯强度和良好的介质性能。

研究了烧结温度和添加剂含量对多孔氮化硅陶瓷抗弯强度和介电性能的影响。

多孔氮化硅陶瓷的30-55％的孔隙率，40-130兆帕的抗折强度，以及3.5-4.6的低介电常数被获得。

关键词：多孔氮化硅陶瓷;介电常数;凯特布兰;低温烧结1导言天线罩材料的恶劣的工作条件要求一系列关键特性，如低介电常数，高机械强度，优良的抗热震性和雨蚀性[1]。

如今，由于其优良的介电性能（介电常数恒定3.5），氮化硅陶瓷主要用于材料的天线罩和天线窗[2]。

然而，它们的极低的强度（通常不超过80MPa ）[3]和较低的抗雨蚀性是不足以用于高速车辆。

氮化硅（Si 3N 4陶瓷）陶瓷有许多优良性能，如高温强度，良好的氧化电阻，热化学耐腐蚀，耐热冲击性，热膨胀系数低及良好介电性能[4-6]。

在室温下，α- Si 3N 4和β- Si 3N 4的介电常数（ε）分别是5.6和7.9。

然而，氮化硅的介电常数仍然有很高的实际应用。

孔设计，一般认为是一种降低材料介电常数的有效途径，但毛孔也可以恶化陶瓷材料的力学性能。

因此，重要的是保持介电性能和力学性能均衡，以满足实际应用。

多孔氮化硅陶瓷可以不同的方式制备，如增加易变物质[7]，冷冻干燥[8]，碳热氮化[9]，燃烧合成[10]，原位反应键[1]等。

作为一个共价固体，氮化硅无助烧结剂很难致密。

通常情况下，金属氧化物（Y 2O 3+Al 2O 3[11]，Er 2O 3[12]，Yb 2O 3[13]）添加剂都必须通过液相烧结才能获得致密氮化硅陶瓷。

氮化硅结合碳化硅的重烧结研究


粉 Ｄｏ１０ ￣ ２ ｍ， ＝ 纯度 ９％； ９ 碳化硅 细粉 Ｄ０ ０ ｓ １ ｍ， 度 ≥ ＝ 纯 ９ ％。以上原料按照一 定的配比 ， ８ 加入适量 的结合剂 、 助烧剂
洛氏硬度 （ Ｒ 及常温三 点抗弯 强度对 比情况见表 １ Ｈ Ａ） 。
及去离子水进行混合， 调配成具有一定性能要求的泥浆。 采用
试样） 。
收稿 刚朗：０５ｆ－ ｓ ２０一１ ２ ６ 作者简介 ： 孙洪鸣 ， ， 男 高级工程师
重烧 结后试样 力学性能有 了显著变 化 ，经过常温三点抗
弯强度测试 ，氮化烧结后未进行重烧 结试样的常温抗弯强度 为 １０ ａ ２ ＭＰ ，在 １ ５ ｏ ４ ０Ｃ重烧结保温 ８小时条件 下抗弯强度值 变化不大 ， １０ ｏ 在 ５０ Ｃ条件 下保温 ８小时后抗 弯强度开始 明显
以每小时 ７℃的速率升温至 １０ ｏ ０ ５０ Ｃ，到达 １０ｏ后开始保 ５０ Ｃ 瓷， 随着高温结构材料的发展而逐步得到提高和广泛应用。 氮 温， 每隔 ８ 时取出一组 试样 ， 小 直至 保温 ４ ０小 时取 出最 后一 化硅结合碳化硅陶瓷就像混凝土材料一样，碳化硅颗粒象混 组试样结束。重烧结过程在空气条件下进行， 且取出试样时， 凝土材料中的骨料，反应生成的氮化硅就象混凝土中的胶结 与试样接触的镊子端头用高温胶粘住高温棉 ， 经干燥和预热 剂。 这种材料靠反应生成的ｓ 形成网络包裹碳化硅颗粒而 ｉ 后使用， 避免了冷金属直接接触试样表面。 取出的高温试条放 成一体 ， 具有较好的高温力学性能和热学性能。 目 而 前对于氮
遂 渐 趋 圆 ． 化 生 成 物微 颗 粒之 间 产 生成 片 连 接 。 经过 重烧 结 的材 料 。 氮 更适 合 于 高 温 下 的使 用 。
关 键 词 氮化 硅 ， 化 硅 ， 烧 结 碳 重 中图 分 类号 ： Ｑ１ ４７ ．３８ Ｔ ７ ．６５ ． 文 献标 识 码 ： Ａ

度小视 氮化硅结合碳化硅新工艺

度小视氮化硅结合碳化硅新工艺氮化硅和碳化硅是两种常见的陶瓷材料，它们具有优异的耐高温性能和耐磨性能，因此在工业领域得到广泛应用。

近年来，研究人员发现将氮化硅和碳化硅结合起来可以获得更好的性能，因此提出了氮化硅结合碳化硅的新工艺。

氮化硅是一种具有高硬度、高熔点和优异热导性的陶瓷材料。

它通常被用作高温工具、陶瓷刀具和电子元件的材料。

然而，氮化硅的脆性较大，容易发生断裂。

碳化硅是一种具有高硬度、高抗腐蚀性和良好耐磨性的陶瓷材料。

它常被用作摩擦材料、切割工具和陶瓷刀具的材料。

然而，碳化硅的导热性较差，容易导致加工过程中的热应力积累。

氮化硅结合碳化硅的新工艺旨在克服氮化硅和碳化硅各自的缺点，通过将两种材料结合在一起，以获得更好的综合性能。

具体而言，研究人员采用了热压烧结工艺，将氮化硅和碳化硅粉末混合均匀，并在高温高压条件下进行烧结。

烧结过程中，氮化硅和碳化硅之间发生了化学反应，生成了氮化碳化硅（SiC（CN））相。

这种相结构具有较高的硬度、较低的脆性和较好的热导性，能够在高温和高应力环境下保持较好的稳定性。

此外，氮化碳化硅相还具有优异的抗氧化性能和抗磨性能，能够有效延长材料的使用寿命。

氮化硅结合碳化硅的新工艺在实际应用中有着广泛的潜力。

例如，在航空航天领域，由于航空发动机和航天器的高温和高应力环境，传统材料很难满足要求。

而氮化硅结合碳化硅材料具有优异的高温耐磨性能和耐热性能，可以用于制造高温气体涡轮、推进系统和陶瓷刃具等零部件。

在电子行业中，由于电子元件的高功率密度和高温环境，常规材料很难满足需求。

而氮化硅结合碳化硅材料的高热导性和低热膨胀系数，使其成为制造高功率半导体器件和散热器的理想选择。

氮化硅结合碳化硅的新工艺通过将氮化硅和碳化硅结合在一起，克服了两种材料各自的缺点，获得了更好的综合性能。

该工艺在航空航天、电子等领域具有广泛的应用前景，将为相关行业的发展带来新的机遇和挑战。

氮化硅

氮化硅氮化硅，分子式为Si3N4,是一种重要的结构陶瓷材料。

它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损；除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应(反应方程式：Si3N4+4HF+9H2O=====3H2SiO3(沉淀)+4NH4F），抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。

而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1 000 ℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。

正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。

如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面，不仅可以提高柴油机质量，节省燃料，而且能够提高热效率。

我国及美国、日本等国家都已研制出了这种柴油机。

【氮化硅的应用】氮化硅用做高级耐火材料，如与sic结合作SI3N4-SIC耐火材料用于高炉炉身等部位；如与BN结合作SI3N4-BN材料，用于水平连铸分离环。

SI3N4-BN系水平连铸分离环是一种细结构陶瓷材料，结构均匀，具有高的机械强度。

耐热冲击性好，又不会被钢液湿润，符合连珠的工艺要求。

见下表性能AL2O3ZrO2熔融石英（SiO2）ZrO2 -MO金属陶瓷反应结合Si3N4热压Si3N4热压BN反应结合SiN4-BN抗热震性差差好好中好好好抗热应力差差好好中好好好尺寸加工精度与易加工性能差差好差好差好好耐磨性好好中好好好好好耐侵蚀性好好差好好好好相对分子质量140.28。

灰色、白色或灰白色。

六方晶系。

晶体呈六面体。

密度3.44。

硬度9~9.5，努氏硬度约为2200，显微硬度为32630MPa。

熔点1900℃（加压下）。

通常在常压下1900℃分解。

比热容为0.71J/(g·K)。

生成热为-751.57kJ/mol。

热导率为16.7W/(m·K)。

线膨胀系数为2.75×10-6/℃(20~1000℃)。

不溶于水。

溶于氢氟酸。

在空气中开始氧化的温度1300~1400℃。

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料。
显微分析显示多孔氮化硅陶瓷孔隙是由棒状β-Si3N4 晶粒搭接而 成的通孔结构, β-Si3N4棒状晶粒搭接结构是使材料具有较好力学性能
的重要因素。
4.氮化硅-氧化镁-氧化钇陶瓷的常压烧结
摘要：
采用常压烧结工艺制备了Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷 材料，克服了热压工艺的缺陷。Y2O3的添加量对烧 结陶瓷材料的致密化行为和机械性能有很大的影响。 常压烧结Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷材料，当氧化钇含量 (质量分数)为4%~5%时，相对密度达99%，抗弯强度 达950MPa，断裂韧性7.5MPa·m1/2。
8.氮化硅陶瓷的低温常压烧结及 其力学性能
摘要:
本文采用氧化镁和磷酸铝为烧结助剂，利用常压烧结工 艺于1600 ℃制备了以α相为主相的氮化硅陶瓷材料。利用 XRD和SEM等对其物相组成和显微结构进行了表征，并分析 烧结助剂含量对材料致密度的影响，研究氮化硅陶瓷的致 密度与其力学性能之间的关系。结果表明: 当AlPO4含量为 20wt% ～ 30wt%时，氮化硅陶瓷的致密度可达90%以上，抗
7.氮化硅晶须对反应烧结氮化硅多 孔陶瓷介电性能的影响
摘要:
以硅粉和氮化硅晶须为原料, 通过添加30% (质量分数) 成孔剂球形颗粒，以聚乙烯醇作粘结剂， 采用干压成型工艺，反应烧结制备了多孔氮化硅陶 瓷，分析对比了氮化硅晶须对反应烧结氮化硅多孔 陶瓷介电性能的影实验。结果表明，随着氮化硅晶 须加入量的升高，氮化硅多孔陶瓷的介电常数和介 电损耗都升高，介电性能恶化。
摘要:
以氮化硅为主体，外加二氧化硅，研制低密度、 高强、低介电的氧氮化硅陶瓷材料。通过分析材料 烧结体的XRD物相图、材料的各项性能、材料的显 从而确定了材料最佳配方。
微结构，得出二氧化硅含量对材料性能的影响规律，
结论
氮化硅/二氧化硅体系中，当SiO2含量为30%时, 材料获得较高的抗弯强度。
外加入二氧化硅，不但可以使材料获得高的抗 弯强度，还可以获得氧氮化硅高温结合相，从而改 善材料的抗氧化性和热导率。
弯强度为250 ～ 320 MPa。AlPO4在Si3N4陶瓷烧结中对提高
其致密度与力学性能起到了重要的作用。
结论
采用低温常压烧结技术，制备了以MgO、AlPO4 作为烧结助剂的Si3N4基陶瓷，通过控制烧结温度和 助剂添加量，可以得到主相为α-Si3N4的致密陶瓷 材料。致密化机理: 一方面通过MgO产生液相，促 进Si3N4颗粒的溶解、重排、析出；另一方面，通过 AlPO4的固相烧结将Si3N4颗粒紧密结合起来，从而 达到致密化的目的。
6.氮化硅结合碳化硅的重烧结研究
摘要:
对氮化硅烧成后的氮化硅结合碳化硅试样进行 了不同温度下的重烧结研究。实验结果表明，重烧 结后的试样的常温三点抗弯强度平均提高约69%， HRA硬度值平均也有14%的提升，相组织含量发生微 量变化，微观组织气孔由不规则形状逐渐趋圆，氮 化生成物微颗粒之间产生成片连接。经过重烧结的 材料，更适合于高温下的使用。
结论
氮化硅晶须的加入对试样的气孔率没有基本上没有影 响, 试样的气孔率都大约在60%。 晶须在试样内呈无序分布, 在其表面上有氮化硅絮状物 生成。这些反应生成的絮状物与晶须的结合界面不紧密, 容易存在微观缺陷。 随着晶须含量的增加, 试样的介电常数与介电损耗都上 升, 且有损耗峰的出现, 试样的介电性能化。
2.YF3助烧剂氮化硅的烧结及力学性能
摘要：
以不同含量的YF3和MgO作为烧结助剂，对Si3N4进行热压烧结， 研究了烧结助剂含量对氮化硅陶瓷的相对密度、烧结反应、稀土 元素分布以及硬度、强度和断裂韧性等力学性能的影响。实验结 果表明，仅添加YF3的样品生成了YSiON四元化合物，而同时添加 MgO的样品生成MgYSiO 四元化合物；样品的抗弯强度随YF3和MgO 添加量的增加而增加，最高可以达到959 MPa；而硬度则随着YF3 的增加从20GPa降低；添加2%YF3(质量分数)氮化硅陶瓷的断裂韧
3.常压烧结制备多孔氮化硅陶瓷研究
摘要:
选用Al2O3、Y2O3、Lu2O3 三种氧化物作为烧结助剂， 采用凝胶注模成型和气氛保护常压烧结工艺，成功制备了 具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷材料。本文研究 了三种烧结助剂对多孔氮化硅的力学性能、介电性能和微 观结构的影响，以及对氮化硅陶瓷的烧结促进作用，结果 表明Y2O3 具有最佳的烧结活性促进作用, 其微观结构表明βS i3N4棒状晶粒搭接结构是使多孔氮化硅陶瓷材料具有较好 力学性能的重要原因。
品中的α-Si3N4物相增多，游离硅含量降低，样品的ε′和tanδ
都相应降低。 成孔剂粒径越大，反应烧结后多孔Si3N4 烧结体的孔径就 越大，样品的ε′和tanδ 就都有不同幅度的下降。
14.纳米氮化硅制备天线罩材料介电 性能的研究
转变成了玻璃相留在烧结体中, 烧结体中只有氮化硅相。
5.氮化硅反应烧结的研究进展
摘要:
氮化硅作为高温功能陶瓷性能优越，但将其制备成陶瓷 零件比较困难，目前一般用反应烧结法制备氮化硅陶瓷零 件。此外，反应烧结制备氮化硅陶瓷还具有成本低、烧结 温度低、产品成型好、陶瓷高温性能好等优点。综述了氮 化硅陶瓷反应烧结工艺流程和工艺的优缺点，着重介绍了 氮化硅反应烧结在成型工艺、烧结工艺、原材料影响、后 处理和陶瓷增韧等方面所取得的进展。
9.低介电常数多孔氮化硅陶瓷材料的 制备
摘要:
采用有机泡沫前躯体浸渍工艺制备了低介电、低密度 的氮化硅陶瓷。以氮化硅粉体为主要原料, 制备粘度和流动 性合适的水基料浆，并以软质聚氨酯泡沫塑料为载体，在 真空状态下浸渍，然后在氧化气氛下排塑，在氮气气氛下 烧结，得到了低介电常数的多孔氮化硅陶瓷材料。所制备 的材料性能可达到：容积密度为0. 12g /cm3、介电常数为1. 15、介电损耗为4×10- 4。通过XRD, SEM 研究了试样在热 处理过程中的物理、化学变化，烧结体的物相组成及其显 微结构。
氮化硅、石英复合体系作为陶瓷天线罩材料的 研究与应用，是扩大航天透波材料领域的必然趋势, 将有重大的研究价值。
11.低温放电等离子烧结法制备 氮化硅陶瓷
摘要：
分别以MgO–Al2O3或MgO–AlPO4作为烧结助 剂，采用放电等离子体低温快速烧结方法制备了主 相为α相的Si3N4 陶瓷材料。温度对陶瓷样品的相对 密度与力学性能的影响。
性在(5.5~5.8)×105 MPa·m1/2 之间，随MgO添加量变化不大。
结论
以YF3和MgO为烧结助剂，适当控制添加比例，采用热压烧结工艺可
以制备致密的Si3N4陶瓷。烧结过程中烧结助剂可与氮化硅粉中的氧元
素发生反应，形成晶界氧化物相，起到净化氮化硅晶粒的作用。 同时，烧结助剂还可以促进柱状晶的生长。氮化硅陶瓷的抗弯强 度随YF3和MgO添加量的增加而增加，最高可以达到959 MPa，硬度随着 YF3的增加从20GPa降低，这可能是由于柱状晶生长所致。 添加2%YF3氮化硅陶瓷的断裂韧性在(5.5~5.8)×105MPa·m1/2 之 间，随MgO 添加量变化不大，而该组样品的硬度随着YF3添加量的增加 略微下降。
曲强度随烧结温度的升高而增大。 表明MgO–AlPO4可以用作Si3N4低温烧结的一种有效烧结助剂，可降
低陶瓷的烧结温度和提高其力学强度。
12.硅粉粒径对反应烧结多孔氮化硅 陶瓷介电性能的影响
摘要：
以硅粉为原料，添加质量分数为30%的成孔剂 (苯甲酸)球形颗粒，反应烧结制备了气孔率55%， 具有球形宏观孔的低密度多孔氮化硅陶瓷。研究了 硅粉粒径对反应烧结多孔氮化硅陶瓷介电性能的影 响。
结论
利用有机物前躯体法制备出了低介电常数多孔 氮化硅材料，材料孔隙率可达到96. 3%，密度为0. 12g /cm3，介电常数可低至1. 15，介电损耗为
4×10- 4。随料浆体积固相含量的提高， 材料气孔
率下降，介电常数升高。该工艺制备的低介电泡沫 陶瓷中氮化硅柱状晶发育良好，不含其它晶相。
10.低介电氧氮化硅陶瓷的研制
结论
由于反应烧结的成本低，产品烧成收缩率低， 作为氮化硅陶瓷材料的制备工艺还是有很大的使用 价值。但是反应烧结氮化硅材料的性能在某些方面 (如致密度、强度等)不能满足一些工程要求，还需 对其工艺进行不断改进。目前在烧结工艺、烧结添 加剂、重烧结和增韧研究方面取得了一些改进，但 还有提高空间，特别是陶瓷增韧几乎都在研究碳化 硅体系，而其他材料(如氮化硼纤维)却几乎无人问 津。
结论
重烧结后的氮化硅结合碳化硅试样力学性能有了显著 提高，常温三点抗弯强度及洛氏硬度值较氮化后均有较大 幅度的提升； 重烧结后物相组成发生微量转变；
重烧结后试样的微观组织结构发生了明显的变化，孔 洞形状趋圆，基质之间形成大片连接，试样外表面形成氧 化层； 重烧结后试样的抗氧化性能烧结后的材料更适合于O-4%Al2O3烧结助剂时，1400℃烧结的
陶瓷样品的相对密度和弯曲强度达到最高，分别为81%和182MPa，且随
烧结助剂中Al2O3含量的增加，样品的相对密度和弯曲强度降低。 而当采用4% MgO–16%AlPO4 烧结助剂时，1300℃烧结的陶瓷样品的
相对密度和弯曲强度分别达到96%和366.5MPa，且样品的相对密度和弯
13.孔隙率和孔径对反应烧结多孔氮 化硅陶瓷介电性能的影响
摘要：
研究添加成孔剂法制备的有球形宏观孔的多孔 氮化硅陶瓷在不同孔隙率和孔径下的介电性能。通 过控制成孔剂苯甲酸的加入量和调节成孔剂的粒径
可达到烧结体的气孔率和孔径可控的目的。
结论
通过控制成孔剂的加入量和调节成孔剂的粒径可达到Si3N4陶 瓷的气孔率和孔径可控的目的。 通过调整成孔剂的含量，制备出具有高气孔率和低介电常 数的多孔Si3N4陶瓷，最低介电常数值为2.4297。 随着成孔剂加入量的增加，样品的气孔率增加，氮化后样
下同)的多晶氮化硅陶瓷。
结论
氮化温度高于1400℃时发生α/β相变，随着 氮化温度的提高和时间的延长，β相的相对含量增 加，氮化硅的微观形貌也发生明显变化，由针状和 絮状形貌转变成片状形貌最后形成长柱状结构。 α/β 相变使样品的相对介电常数ε′和介电损耗 tan δ都呈现升高的趋势，其中tanδ的变化更为 明显。相变导致的氮化硅陶瓷中点缺陷浓度增高是 引起材料介电损耗大幅增加的主要原因。