發(fā)布時(shí)間：2024-04-25 21:21

　　氮化硅(Si₃N₄)陶瓷是一種性能優(yōu)異的先進(jìn)陶瓷,因?yàn)槠渚哂休^高的強(qiáng)度、在高溫下仍可以保持好的力學(xué)性能、優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性,在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而氮化硅陶瓷的硬度高,加工成復(fù)雜形狀的零件,提高了其在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的成本。常見(jiàn)的氮化硼(BN)有六方氮化硼(h-BN)和立方氮化硼(c-BN)兩種晶型,六方氮化硼有著類(lèi)似于石墨的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),硼原子和氮原子通過(guò)強(qiáng)的sp²共價(jià)鍵結(jié)合在一起,相鄰的層通過(guò)較弱的范德華力結(jié)合在一起。這種特殊的晶體結(jié)構(gòu)為h-BN提供了一系列獨(dú)特的性能,包括低介電系數(shù)、低正切損耗、約3000°C(非氧化氣氛)的極高分解溫度、優(yōu)異的抗熱震性能、高熱導(dǎo)率和良好的可加工性。在Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷中,隨著B(niǎo)N含量增加,層狀結(jié)構(gòu)的h-BN粒子的解理行為使復(fù)合材料具有良好的可加工性。本文用c-BN和α-Si₃N₄作為起始粉末,采用熱壓燒結(jié)在1800℃的氮?dú)鈿夥障轮苽淞薙i₃N₄/...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 陶瓷材料簡(jiǎn)介
    1.2 氮化硅簡(jiǎn)介
        1.2.1 氮化硅的發(fā)現(xiàn)及發(fā)展
        1.2.2 氮化硅的結(jié)構(gòu)和性能
        1.2.3 氮化硅粉末的制備方法
    1.3 氮化硼的簡(jiǎn)介
        1.3.1 氮化硼的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展
        1.3.2 氮化硼的結(jié)構(gòu)與性能
        1.3.3 氮化硼相圖以及相變
    1.4 氮化硅陶瓷的制備
        1.4.1 反應(yīng)燒結(jié)
        1.4.2 常壓燒結(jié)
        1.4.3 熱壓燒結(jié)
        1.4.4 放電等離子燒結(jié)
        1.4.5 熱等靜壓燒結(jié)
        1.4.6 氣壓燒結(jié)
    1.5 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷
        1.5.1 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷介紹
        1.5.2 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的制備方法
        1.5.3 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷研究現(xiàn)狀
    1.6 研究?jī)?nèi)容及意義
2 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的實(shí)驗(yàn)方案
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 氮化硅陶瓷的制備
    2.4 性能測(cè)試與表征
        2.4.1 密度測(cè)試
        2.4.2 維氏硬度測(cè)試
        2.4.3 彎曲強(qiáng)度測(cè)試
        2.4.4 斷裂韌性測(cè)試
        2.4.5 熱導(dǎo)率測(cè)試
        2.4.6 物相分析
        2.4.7 表面形貌分析
3 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的制備和表征
    3.1 引言
    3.2 燒結(jié)助劑對(duì)復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能的影響
        3.2.1 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的制備
        3.2.2 相分析
        3.2.3 相對(duì)密度
        3.2.4 維氏硬度
        3.2.5 彎曲強(qiáng)度和韌性
    3.3 BN含量對(duì)復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能的影響
        3.3.1 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷的制備
        3.3.2 相分析
        3.3.3 密度
        3.3.4 維氏硬度
        3.3.5 彎曲強(qiáng)度和韌性
        3.3.6 顯微結(jié)構(gòu)
    3.4 本章小結(jié)
4 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷增韌機(jī)理
    4.1 引言
    4.2 自增韌
    4.3 片狀BN的嵌入增韌
    4.4 氮化硼顆粒的層狀碎裂增韌
    4.5 壓應(yīng)力增韌
    4.6 本章小結(jié)
5 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷熱導(dǎo)率及其有限元分析
    5.1 引言
    5.2 Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷熱導(dǎo)率
    5.3 ANSYS有限元分析
        5.3.1 周期單胞的設(shè)計(jì)
        5.3.2 各向異性對(duì)Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷熱導(dǎo)率的影響
        5.3.3 晶粒大小對(duì)Si₃N₄/BN復(fù)合陶瓷熱導(dǎo)率的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝



本文編號(hào)：3964262