收藏本站
《西北工业大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

原位反应烧结制备氮化硅基复相陶瓷及其环境性能

陈超  
【摘要】:氮化硅是近年来广泛研究和应用的高温结构陶瓷材料,其具有强度高、抗热震性能好、抗氧化性能好等优点,尤其与铝合金熔体不润湿,在铝合金熔炼行业具有广泛的应用前景。冷等静压成型技术是近年来发展起来的一种粉体成型技术,具有坯体密度高且均匀、坯体强度高、易实现近净尺寸成型等优点。 本论文以硅粉为原料,通过冷等静压成型,采用反应烧结制备出纯Si_3N_4陶瓷和Si_3N_4基复相陶瓷。采用XRD、SEM和EDS对材料的相构成、微结构和元素组成进行了分析;针对铝合金熔炼的应用背景,研究了各种材料的环境性能;研究了Si_3N_4材料在铝合金熔炼中,对铝合金中硅元素含量的影响。主要研究内容和结果如下: (1)系统研究了硅溶胶—PVA、粘土—PVA和酚醛树脂等几种粘结剂对坯体强度的影响规律,确定了各粘结剂的最佳含量。冷等静压传统采用PVA粘结剂压制的坯体强度低(约2MPa),不能直接机械加工,加工前需要预烧结。采用硅溶胶—PVA、粘土—PVA和酚醛树脂粘结剂,坯体抗弯曲强度分别达到3.1MPa、7.2MPa、21.0MPa。其中采用粘土—PVA和酚醛树脂作为粘结剂,实现坯体直接机械加工。在PVA含量确定的基础上,粘结剂最佳含量分别为:硅溶胶,17.2%;粘土,10.0%;酚醛树脂,9.7%。 (2)揭示了粘结剂构成与材料物相组成的关系。采用PVA、硅溶胶—PVA、粘土—PVA、酚醛树脂、酚醛树脂—粘土作为粘结剂,分别得到纯Si_3N_4陶瓷、Si_3N_4—Si_2N_20、Si_3N_4—O′-Sialon、Si_3N_4—SiC、Si_3N_4—O′-Sialon—SiC复相陶瓷。Si_3N_4存在等轴颗粒、棒状晶粒、针状晶粒和晶须,Si_2N_2O为针状晶粒,SiC被Si_3N_4包裹形成不规则复合颗粒,O′-Sialon的晶粒形貌与Si_3N_4相似。 (3)确定了高压烧结工艺为:气氛压力1.3MPa,阶梯保温为1300℃,1h;1350℃,2h;1380℃,4h。与常压烧结比较,高压烧结时间由13h缩短为7h,实心、厚壁坯体氮化增重率由30%提高到55.6%。高压烧结制备的材料微观形貌与常压烧结材料一致,相对常压烧结的材料,高压烧结材料的晶粒更细小、晶粒结合更紧密;高压烧结材料的体积密度为2.38g/cm~3,气孔率为16.51%。 (4)系统研究了纯Si_3N_4和复相陶瓷的相关环境性能,揭示了第二相对材料性能影响的规律。纯Si_3N_4和Si_3N_4—Si_2N_20、Si_3N_4—O′-Sialon、Si_3N_4—SiC、Si_3N_4—O′-Sialon—SiC的气孔率分别为15.31%、17.38%、15.12%、17.15%和
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ174

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵洋;氮化硅陶瓷改性与构件精密成型[D];西北工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴新美;中外反应烧结制备陶瓷材料研究进展[J];国外建材科技;2001年02期
2 张海军,刘战杰,钟香崇;还原氮化法合成O'-sialon粉[J];硅酸盐学报;2004年10期
3 张俊宝,雷廷权,温广武,周玉;氮氧化硅合成研究进展[J];材料科学与工艺;2001年04期
4 汤慧萍,黄伯云,刘咏,欧阳洪武;粉末冶金钛合金致密化研究的进展[J];稀有金属材料与工程;2003年09期
5 徐功骅,来月英,刘艳生,尉京志,吴华武,张克宏;α-Si_3N_4晶须、晶柱与生长温度关系的研究[J];复合材料学报;1996年01期
6 梁玉华,郭学阳,刘新鹏;铸造用酚醛树脂生产中有关技术问题探讨[J];辽宁化工;2002年05期
7 仲维斌,李文超,钟香崇;O'-Sialon-ZrO_2复合材料的显微结构与力学性能的研究[J];耐火材料;1996年01期
8 王润泽,刘延伶;某些碳化硅材料的内耗和热震损伤[J];耐火材料;1996年02期
9 金胜利,李亚伟,李楠;Si_3N_4-Al_2O_3-SiO_2系材料烧结性能及反应过程研究[J];耐火材料;2003年05期
10 张文丽,陈嘉庚;陶瓷窑具用堇青石基质料的研究[J];耐火材料;1994年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 范尚武;反应烧结氮化硅冷等静压成型工艺优化[D];西北工业大学;2005年
2 温光宇;氮化硅/碳化硅成份及微结构设计与性能分析[D];西北工业大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李清富,张鹏,曹宏亮;塑性混凝土拌合物工作性影响因素的试验研究[J];施工技术;2005年04期
2 杨建,薛向欣,刘欣,姜涛,王文忠;碳热还原氮化法合成O′-Sialon粉[J];中国有色金属学报;2002年02期
3 丁明桐,杜先智,陈凡,昂锋;Y-Z_rO_2稀土增韧陶瓷的微波烧结[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2000年04期
4 王红洁,高积强,王永兰,金志浩;先进陶瓷材料原位固化成型技术[J];兵器材料科学与工程;1999年01期
5 黄清伟,吕振林,高积强,金志浩;氧化对反应烧结碳化硅陶瓷断裂强度的影响[J];兵器材料科学与工程;2000年01期
6 李长青;张明福;左洪波;孟松鹤;韩杰才;姚泰;;影响透明陶瓷透光性能的因素[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
7 陈海芳;甘国友;严继康;张小文;;纳米TiO_2添加剂对TiO_2压敏陶瓷性能的作用[J];半导体技术;2006年02期
8 陈炳庆;新型炮泥的研制[J];宝钢技术;1998年01期
9 曹永革,葛昌纯,周张健;燃烧合成氮化硅的动力学分析[J];北京科技大学学报;1997年06期
10 甄强,李文超;人工神经网络在O′-Sialon-BN复合材料设计中的应用[J];北京科技大学学报;1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 牛文娟;邱贵宝;白晨光;;高性能钛合金低成本制备方法综述[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
2 吴丹琳;王培铭;刘贤萍;;混合材对高C_3S水泥水化过程的影响[A];固体废弃物在城镇房屋建筑材料的应用研究——中国硅酸盐学会房建材料分会2006年学术年会论文集[C];2006年
3 钟莲云;吴伯麟;竺斌;;微晶氧化铝陶瓷管壳的可塑成型研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
4 张蓉;;专用铝合金圆筒持久强度试验研究[A];核工业集团公司第八届可靠性成果发表会论文集[C];2006年
5 刘春侠;赵俊国;王文武;刘国华;;不同结合方式碳化硅质窑具材料的抗热震性研究[A];2006年第十二届冀鲁豫晋京五省(市)耐火材料学术交流会论文集[C];2006年
6 唐明国;杨忠波;杨勇飞;;Si_3N_4陶瓷球制备技术[A];四川省机械工程学会粉末冶金专委会学术交流会、成都市2007科技年机械工程学会粉冶年会论文集[C];2007年
7 印万忠;李红梅;;纳米级镁盐产品的制备及应用综述[A];2006年中国镁盐行业年会暨新技术、新产品、新设备推介会论文集[C];2006年
8 王自亮;郭胜均;;基于APD的粉尘光散射检测系统的研究[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(下册)[C];2007年
9 张海军;刘战杰;韩波;杨道媛;;逐步回归分析在制备β-Sialon/SiC复合材料中的应用[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年
10 董鹏莉;王海娟;王习东;张梅;;煤矸石还原氮化制备β-SiAlON复合陶瓷材料的研究[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱鸿梅;玻璃钢低温粘接性能的研究[D];上海交通大学;2007年
2 孙璐薇;微波烧结含CO_3~(2-)的多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷材料及其性能的研究[D];四川大学;2004年
3 史志存;电子鼻及其应用研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
4 刘旭俐;固体氧化物燃料电池CeO2基电解质的制备[D];昆明理工大学;2001年
5 任卫红;RG钛专用低熔瓷粉的研制[D];第四军医大学;2001年
6 丁立健;真空中绝缘子沿面预闪络和闪络现象的研究[D];华北电力大学;2001年
7 郝寅雷;反应烧结碳化硅质反射镜制备技术的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
8 周秋生;碳化硅/莫来石/氧化铝复合陶瓷的研制[D];中南大学;2001年
9 臧建兵;Y-ZrO_2增韧SiC/Si_3N_4结合聚晶金刚石/立方氮化硼的研究[D];燕山大学;2002年
10 范志新;电子薄膜材料最佳掺杂含量的理论研究[D];河北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张鹏;塑性混凝土材料性能试验研究及其应用[D];郑州大学;2005年
2 王立旺;刚玉—莫来石复相陶瓷推板的研制与应用[D];浙江大学;2005年
3 徐晓蕾;振动沉模混合砂浆防渗料振动效应的试验研究[D];扬州大学;2007年
4 欧阳伟;功能陶瓷低电压电磁压制及制品性能的实验研究[D];武汉理工大学;2005年
5 王维民;多路光吸收式光纤耦合温度监测系统的设计与研究[D];燕山大学;2000年
6 蒋永锋;铝合金微弧氧化陶瓷层的制备工艺及陶瓷层生长过程的研究[D];西安理工大学;2001年
7 刘荣昌;曲轴圆角滚压强化工艺研究与数控系统设计[D];西安理工大学;2001年
8 杭联茂;烧结炭化硅晶体的制备、结构及光致发光特性[D];西安理工大学;2001年
9 张利波;等离子体活化烧结过程的机理与应用[D];昆明理工大学;2001年
10 刘天键;自适应模糊单神经元非模型控制系统的研究[D];福州大学;2001年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阳范文,赵耀明;21世纪我国电子封装行业的发展机遇与挑战[J];半导体情报;2001年04期
2 黄强,金燕萍,顾明元;电子封装用金属基复合材料的制备[J];材料导报;2002年09期
3 崔岩;碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J];材料工程;2002年06期
4 梅志,顾明元,吴人洁;金属基复合材料界面表征及其进展[J];材料科学与工程;1996年03期
5 王晓阳;朱丽娟;刘越;;粉末冶金法制备AlSiC电子封装材料及性能[J];电子与封装;2007年05期
6 熊德赣,刘希从,赵恂,卓钺;铝碳化硅复合材料T/R组件封装外壳的研制[J];电子元件与材料;2003年02期
7 李晓云,张之圣,曹俊峰;环氧树脂在电子封装中的应用及发展方向[J];电子元件与材料;2003年02期
8 武高辉,张强,姜龙涛,陈国钦,修子扬;SiCp/Al复合材料在电子封装应用中的基础研究[J];电子元件与材料;2003年06期
9 邢一明,程晓农,赵玉涛;金属基复合材料中增强材料的表面处理[J];江苏理工大学学报;1997年06期
10 聂存珠,赵乃勤;金属基电子封装复合材料的研究进展[J];金属热处理;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨伏良;新型轻质低膨胀高导热电子封装材料的研究[D];中南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 范尚武;反应烧结氮化硅冷等静压成型工艺优化[D];西北工业大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴新美;中外反应烧结制备陶瓷材料研究进展[J];国外建材科技;2001年02期
2 黄政仁,江东亮,谭寿洪;喷雾造粒SiC粉料在成型过程中的破碎行为[J];硅酸盐学报;2000年03期
3 李世波,张宝生,葛勇;特种陶瓷的成型与坯体密度的关系[J];哈尔滨建筑大学学报;1999年02期
4 刘学建,黄莉萍,古宏晨,符锡仁;陶瓷成型方法研究进展[J];陶瓷学报;1999年04期
5 丁湘,李金有,杨正方;喷雾造粒ZrO_2粉料坯体性能的研究[J];无机材料学报;2000年06期
6 曹丽云,黄剑锋,曹建坤;HANa-AA-AM共聚物作为陶瓷坯体增塑剂的研究[J];中国陶瓷;2002年01期
7 贾德昌;周玉;;陶瓷材料抗热震性研究进展[J];材料科学与工艺;1993年04期
8 张俊宝,雷廷权,温广武,周玉;先驱体法合成氮化硼研究进展[J];材料科学与工艺;2000年02期
9 张广荣,韩华云,张伟民,王同春;Si_3N_4结合的SiC耐火材料的表面氧化处理[J];东北大学学报(自然科学版);1992年02期
10 徐宁,杨振海,邱竹贤,程涛;氧化铝在冰晶石熔体中溶解的动力学模型[J];东北大学学报(自然科学版);1999年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张伟儒,顾培芷,王长文;用有机前驱体制备Si_3N_4/纳米SiC复相陶瓷的研究[J];现代技术陶瓷;1996年01期
2 白辰阳,金宗哲;Si_3N_4—SiC复相陶瓷增强颗粒尺寸效应[J];佛山陶瓷;1996年04期
3 李勇,顾培芷,张伟儒,李世普;纳米Si_3N_4-SiC复相陶瓷显微结构[J];现代技术陶瓷;1996年03期
4 晏建武,张晨曙,王伟兰,李卫超,艾云龙,王家宣;Si_3N_4/SiC(N)纳米复相陶瓷的制备与性能研究[J];工具技术;2003年04期
5 隋万美,陈虹;BN对Sialon复相陶瓷性能的影响[J];材料研究学报;1993年04期
6 岳振星,王晓莉,张良莹,姚熹;Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3基复相陶瓷的结构与介电性能研究[J];功能材料;1997年02期
7 王向东,乔冠军,金志浩;可加工Si_3N_4/BN复相陶瓷的制备及性能研究[J];稀有金属材料与工程;2003年07期
8 ;Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3基复相陶瓷的显微结构发展与介电性能的关系[J];硅酸盐通报;1999年01期
9 包亦望,王毅敏,金宗哲;Al_2O_3/SiC复相陶瓷的高温蠕变与持久强度[J];硅酸盐学报;2000年04期
10 樊宁,艾兴,邓建新,高子辉;复相陶瓷材料力学性能的仿真预测[J];济南大学学报(自然科学版);2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张巨先;;Si_3N_4/SiC纳米复相陶瓷化学制备工艺研究[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
2 温兆银;林祖镶;江东亮;顾中华;;以复相陶瓷为基体的表面膜制备技术[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
3 吴建锋;冷光辉;徐晓虹;刘升升;;用于太阳能热发电输热管道的红柱石基复相陶瓷的研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
4 赵忠民;王建江;张龙;闫军;;SHS纳米/微米Al_2O_3-ZrO_2复相陶瓷力学行为[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
5 郭兴忠;李文彦;杨辉;徐生富;;红柱石基刚玉-莫来石复相陶瓷的显微结构及性能[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2010年学术年会论文集(二)[C];2010年
6 于贵波;赵忠民;王建江;张龙;;重力分离SHS复合管内衬(Al_2O_3+ZrO_2)复相陶瓷的力学性能与韧化效应[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
7 王建江;赵忠民;张龙;闫军;;SHS制备纳米/微米Al_2O_3-ZrO_2内衬复相陶瓷研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
8 赵忠民;张龙;尹玉军;许宝才;傅杨;;熔体自生纳米/微米纤维补强复相陶瓷力学性能与韧化[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
9 刘艳改;贾德昌;周玉;;LiTaO_3/Al_2O_3复相陶瓷显微结构及力学性能的研究[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
10 张伟儒;李勇;顾培芷;;Si_3N_4/纳米SiC_p复相陶瓷显微结构的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 本报记者 张咏晴 陈青 陶洪光 倪国和 姜澎;上海新增7位工程院院士[N];文汇报;2001年
2 王玉广 程洪海;河口区高新技术体健羽丰[N];东营日报;2005年
3 本报记者 任丽梅;纳米材料生产有了“标准”可依[N];中国改革报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李明忠;钛酸铝/氧化铝复相陶瓷及其梯度材料的制备与性能评价[D];武汉理工大学;2010年
2 刘小强;复相陶瓷的结构与性能[D];浙江大学;2003年
3 王玉成;TiB_2-BN复相陶瓷的制备及性能研究[D];武汉理工大学;2002年
4 余明清;氧化锆—氧化铝复相陶瓷的结构、性能与磨损机理的研究[D];武汉理工大学;2003年
5 袁磊;利用反应烧结法制备Si_3N_4复合材料及其多孔材料的研究[D];东北大学;2008年
6 谭鸿来;材料断裂过程的宏微观研究[D];清华大学;1996年
7 张晓东;准一维SiC和Si_3N_4纳米材料的合成与表征[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 吕春菊;高能球磨法制备含硼、碳、氮陶瓷的研究[D];浙江大学;2006年
9 单连伟;铌酸锶钡/钛酸锶钡复相陶瓷制备、结构和性能研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
10 石小磊;第二相对复相结构陶瓷力学性能的影响研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈超;原位反应烧结制备氮化硅基复相陶瓷及其环境性能[D];西北工业大学;2006年
2 孙浩然;氧化锆—碳化硅复相陶瓷的制备及其冲蚀磨损性能的研究[D];中国地质大学(北京);2010年
3 刘晓敏;SiO_2添加剂对Al-TiO_2-H_3BO_3体系自蔓延反应的影响[D];大连交通大学;2010年
4 王玉春;ZrO_2-Al_2O_3系复相陶瓷的力学性能的研究[D];南京工业大学;2003年
5 陈晓亮;结合相对SiC复相陶瓷性能的影响[D];天津大学;2012年
6 李生;矾土基Fe-Al/Al_2O_3复相陶瓷制备工艺的研究[D];河南工业大学;2011年
7 苏绍华;BaTiO_3基复相陶瓷的放电等离子烧结[D];浙江大学;2011年
8 郭思聪;莫来石—氧化锆复相陶瓷制备工艺及应用研究[D];沈阳工业大学;2013年
9 李娜;反应烧结SiC/B_4C复相陶瓷的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2011年
10 田仕;TiB_2-BN-SiC复相陶瓷的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026