本文主要研究内容
作者李礼（2019）在《注凝成型制备氮化硅基陶瓷及增韧机理的研究》一文中研究指出：Si3N4陶瓷具有耐高温、高硬度、高热稳定性等优异性能,在航空航天、机械加工和核反应堆等领域得到广泛的应用。针对Si3N4陶瓷材料本身的高硬脆性,后期加工困难,本文通过先进成形方法注凝成型制备近净尺寸Si3N4基陶瓷,达到后期少加工或不加工的目的。研究了ZrO2和NbC单一添加和复合添加对Si3N4基陶瓷的影响,达到强韧化陶瓷的目的。并借助力学性能测试和SEM、XRD、EDS等检测手段对Si3N4基陶瓷的致密度、抗弯强度、断裂韧性、微观形貌和强韧化机理进行了研究,主要研究内容和结论如下:（1）研究了Si3N4陶瓷料浆制备过程中Si3N4初始粉末的预处理、pH值、分散剂含量、球磨时间和固相含量对料浆流变性的影响,制备出固相含量高达52%,流变性能满足注凝成型工艺要求的Si3N4料浆。同时研究了料浆凝胶固化机制,通过控制催化剂和引发剂的含量可以将固化时间控制在8分钟作用。最终制备出的Si3N4陶瓷致密度达到90.24%,抗弯强度达到601MPa。采用液相干燥后的氮化硅生坯表面光洁,无起皮现象。（2）以ZrO2为增韧相,采用注凝成型工艺制备了ZrO2/Si3N4陶瓷。研究了ZrO2含量和烧结温度对材料力学性能和微观形貌的影响。结果表明,当ZrO2含量为10wt%,烧结温度为1650℃后,ZrO2/Si3N4陶瓷抗弯强度和断裂韧性同时达到最大值,分别为767MPa和8.7MPa·m1/2,致密度较高。通过XRD分析发现烧结温度过高后ZrO2-Si3N4系统会生成大量无法相变的ZrN杂质相,影响陶瓷性能。根据断口形貌特征,ZrO2增韧机理为应力诱导相变。（3）颗粒增韧Si3N4基陶瓷的研究中,加入硬质颗粒NbC有利于长柱状β-Si3N4晶粒的形成和长大,随着NbC含量的增加,NbC/Si3N4陶瓷的显微组织逐渐均匀化,致密度和抗弯强度上升,断裂韧性先上升后下降,当NbC含量为10wt%,烧结温度为1650℃时,Si3N4基陶瓷取得了良好的综合性能(此时致密度为95.56%,抗弯强度745MPa,断裂韧性9.1MPa·m1/2)。背散射电子成像显示NbC颗粒通过注凝成型可以很好的弥散分布在Si3N4陶瓷基体中,通过裂纹偏转和微裂纹效应增韧陶瓷。同时发现提高烧结温度可以让β-Si3N4晶粒分布更加均匀,降低气孔率。（4）复合增韧系列中,同时以ZrO2和NbC作为增韧相,研究了两种增韧相的添加量对Si3N4基陶瓷的影响。结果表明,少量添加5%ZrO2和5%NbC的复合增韧颗粒比单一添加的性能提升更大,致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为97.67%、887MPa和9.3MPa·m1/2。但第二相含量过高会导致β-Si3N4晶粒异常长大和第二相颗粒团聚。
Abstract
Si3N4tao ci ju you nai gao wen 、gao ying du 、gao re wen ding xing deng you yi xing neng ,zai hang kong hang tian 、ji xie jia gong he he fan ying dui deng ling yu de dao an fan de ying yong 。zhen dui Si3N4tao ci cai liao ben shen de gao ying cui xing ,hou ji jia gong kun nan ,ben wen tong guo xian jin cheng xing fang fa zhu ning cheng xing zhi bei jin jing che cun Si3N4ji tao ci ,da dao hou ji shao jia gong huo bu jia gong de mu de 。yan jiu le ZrO2he NbCchan yi tian jia he fu ge tian jia dui Si3N4ji tao ci de ying xiang ,da dao jiang ren hua tao ci de mu de 。bing jie zhu li xue xing neng ce shi he SEM、XRD、EDSdeng jian ce shou duan dui Si3N4ji tao ci de zhi mi du 、kang wan jiang du 、duan lie ren xing 、wei guan xing mao he jiang ren hua ji li jin hang le yan jiu ,zhu yao yan jiu nei rong he jie lun ru xia :（1）yan jiu le Si3N4tao ci liao jiang zhi bei guo cheng zhong Si3N4chu shi fen mo de yu chu li 、pHzhi 、fen san ji han liang 、qiu mo shi jian he gu xiang han liang dui liao jiang liu bian xing de ying xiang ,zhi bei chu gu xiang han liang gao da 52%,liu bian xing neng man zu zhu ning cheng xing gong yi yao qiu de Si3N4liao jiang 。tong shi yan jiu le liao jiang ning jiao gu hua ji zhi ,tong guo kong zhi cui hua ji he yin fa ji de han liang ke yi jiang gu hua shi jian kong zhi zai 8fen zhong zuo yong 。zui zhong zhi bei chu de Si3N4tao ci zhi mi du da dao 90.24%,kang wan jiang du da dao 601MPa。cai yong ye xiang gan zao hou de dan hua gui sheng pi biao mian guang jie ,mo qi pi xian xiang 。（2）yi ZrO2wei zeng ren xiang ,cai yong zhu ning cheng xing gong yi zhi bei le ZrO2/Si3N4tao ci 。yan jiu le ZrO2han liang he shao jie wen du dui cai liao li xue xing neng he wei guan xing mao de ying xiang 。jie guo biao ming ,dang ZrO2han liang wei 10wt%,shao jie wen du wei 1650℃hou ,ZrO2/Si3N4tao ci kang wan jiang du he duan lie ren xing tong shi da dao zui da zhi ,fen bie wei 767MPahe 8.7MPa·m1/2,zhi mi du jiao gao 。tong guo XRDfen xi fa xian shao jie wen du guo gao hou ZrO2-Si3N4ji tong hui sheng cheng da liang mo fa xiang bian de ZrNza zhi xiang ,ying xiang tao ci xing neng 。gen ju duan kou xing mao te zheng ,ZrO2zeng ren ji li wei ying li you dao xiang bian 。（3）ke li zeng ren Si3N4ji tao ci de yan jiu zhong ,jia ru ying zhi ke li NbCyou li yu chang zhu zhuang β-Si3N4jing li de xing cheng he chang da ,sui zhao NbChan liang de zeng jia ,NbC/Si3N4tao ci de xian wei zu zhi zhu jian jun yun hua ,zhi mi du he kang wan jiang du shang sheng ,duan lie ren xing xian shang sheng hou xia jiang ,dang NbChan liang wei 10wt%,shao jie wen du wei 1650℃shi ,Si3N4ji tao ci qu de le liang hao de zeng ge xing neng (ci shi zhi mi du wei 95.56%,kang wan jiang du 745MPa,duan lie ren xing 9.1MPa·m1/2)。bei san she dian zi cheng xiang xian shi NbCke li tong guo zhu ning cheng xing ke yi hen hao de mi san fen bu zai Si3N4tao ci ji ti zhong ,tong guo lie wen pian zhuai he wei lie wen xiao ying zeng ren tao ci 。tong shi fa xian di gao shao jie wen du ke yi rang β-Si3N4jing li fen bu geng jia jun yun ,jiang di qi kong lv 。（4）fu ge zeng ren ji lie zhong ,tong shi yi ZrO2he NbCzuo wei zeng ren xiang ,yan jiu le liang chong zeng ren xiang de tian jia liang dui Si3N4ji tao ci de ying xiang 。jie guo biao ming ,shao liang tian jia 5%ZrO2he 5%NbCde fu ge zeng ren ke li bi chan yi tian jia de xing neng di sheng geng da ,zhi mi du 、kang wan jiang du he duan lie ren xing fen bie wei 97.67%、887MPahe 9.3MPa·m1/2。dan di er xiang han liang guo gao hui dao zhi β-Si3N4jing li yi chang chang da he di er xiang ke li tuan ju 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自湖南工业大学的李礼，发表于刊物湖南工业大学2019-08-08论文，是一篇关于注凝成型论文,力学性能论文,显微结构论文,湖南工业大学2019-08-08论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自湖南工业大学2019-08-08论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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