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MgO-Al2O3-CeO2复合烧结助剂对放电等离子烧结氮化硅陶瓷致密化和性能的影响
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:《硅酸盐学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174.75[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]景德镇陶瓷学院,江西景德镇333000, [2]清华大学材料学院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(51232004)资助.
中文摘要:

以MgO-Al2O3-CeO2复合体系为烧结助剂,采用放电等离子烧结工艺制备氮化硅陶瓷.研究了MgO-Al2O3-CeO2含量、烧结温度对氮化硅陶瓷显微结构及力学性能的影响;探讨了复合烧结助剂作用下氮化硅陶瓷的烧结机理.结果表明:当混合粉体中Si3N4、MgO、Al2O3和CeO2的质量比为91∶3∶3∶3、烧结温度为1 600℃时,氮化硅烧结体相对密度(99.70%)、硬度(18.84 GPa)和断裂韧性(8.82 MP·m^1/2)达最大值,晶粒以长柱状的β相为主,a-Si3N4→β-Si3N4相转变率达93%;当混合粉体中Si3N4、MgO、Al2O3和CeO2的质量比为88∶4∶4∶4、烧结温度为1 600℃时,烧结体抗弯强度(1 086 MPa)达到最大值.

英文摘要:

The Si3N4 ceramic were prepared by spark plasma sintering using multiply MgO–Al2O3–CeO2 system as the sinteringadditives. Effects of sintering additive and sintering temperature on the microstructure and mechanical properties of silicon nitrideceramic were investigated. The sintering mechanism of silicon nitride in the presence of the sintering additive was discussed. Theexperimental results show that the silicon nitride ceramic sintered with a mixed powder of Si3N4:MgO:Al2O3:CeO2 of 91:3:3:3 (inmass ratio) at 1 600 ℃ has the maximum relative density of 99.7%, the hardness of 18.84 GPa and the fracture toughness of 8.82MPa·m^1/2. The β-Si3N4 grains have an elongated shape, and the transition rate of α-Si3N4→β-Si3N4 reaches 93%. The silicon nitridesintered with a mixed powder of Si3N4: MgO: Al2O3: CeO2 of 88:4:4:4 (in mass ratio) at 1 600 ℃ has the optimum bending strengthof 1 086 MPa.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27713