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日开发耐高温加钌氮化硅陶瓷

日本物质材料研究机构的“新世纪耐热材料项目”陶瓷组开发了具有世界最高耐热温度1500℃的氮化硅(Si3N4)陶瓷材料。通常的氮化硅材料的耐热温度是1200℃,在此之前最高的耐热温度是经济产业省的陶瓷燃气轮机项目开发的13...  (本文共1页) 阅读全文>>

《宇航材料工艺》2016年06期
宇航材料工艺

氮化硅陶瓷切削仿真与实验

0引言工程陶瓷材料以其高强度、高硬度、耐磨、耐高温、耐化学腐蚀等优良性能,在航空航天、国防军工和现代医学等重要领域得到广泛的应用[1-2]。目前在工程陶瓷的加工方法中最为成熟、实用且应用最为广泛的仍是采用超硬金刚石磨料磨具进行磨削加工[3]。且砂轮磨粒的分布随机,其工作表面的形状具有不确定性[4]。磨削加工比车削复杂得多,磨粒切削刃形状、尺寸、位置的随机多样性以及磨削工艺参数等多种因素相互影响,使得研究磨削加工材料去除机理异常困难[5-6]。而单颗磨粒切削加工的机理研究成为认识复杂磨削加工机理的一种重要手段[7]。针对单颗磨粒几何建模,目前研究大多还是将磨粒的形状假定等效为圆形、球体、圆锥体、球头圆锥体、多棱锥体、简单的不规则多面体等具有某一简单的结构模型,或者将其视为简单的数学模型[8-13]。这种方法与实际磨粒有较大差距。本文综合考虑了磨粒形状的多样性、尺寸的变化性、空间位置分布不规律的特征,采用球坐标中随机点产生的空间平面...  (本文共6页) 阅读全文>>

《材料导报》2016年S2期
材料导报

氮化硅陶瓷晶界相研究进展

0引言氮化硅(Si3N4)是一种强共价键化合物,其基本结构单元为[SiN4]4-四面体,Si原子处于四面体的中心位置,4个N原子处在中心位置的周围,每3个四面体共用1个氮原子,在三维空间形成连续而又坚固的网络结构[1],如图1所示。图1氮化硅晶体结构[2]Fig.1 The crystal structure of silicon nitride[2]氮化硅属于多晶材料,具有两种晶型,分别是α相和β相,均属于六方晶系,原子排列形式如图2所示。β-Si3N4是氮硅原子以ABAB…方式沿c轴方向排列形成,从而在平行于单元晶胞的c轴方向形成一个通孔[3];而α-Si3N4结构是以ABCD…方式沿c轴方向形成。二者的区别是CD层不同(CD层是AB层绕c轴转动180°后的形态),从而导致晶胞内形成空隙而不是通孔结构。因此α-Si3N4沿c轴方向几乎是β-Si3N4的2倍。图2β-Si3N4(a)和α-Si3N4(b)原子堆积方式[4]Fi...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国陶瓷》2016年07期
中国陶瓷

多孔氮化硅陶瓷的制备及应用现状

0引言氮化硅(Si3N4)陶瓷作为一种高温结构陶瓷,具有强度高、抗热震稳定性好、高温蠕变小、耐磨、优良的抗氧化性和化学稳定性高等特点,是结构陶瓷研究中研究较多的材料。氮化硅陶瓷按照结构致密化程度可分为两大类,普通致密氮化硅陶瓷,多孔氮化硅陶瓷。多孔氮化硅陶瓷是一种同时具备了结构性和功能性的陶瓷材料。在多孔陶瓷领域[1-3],人们更多的是对氧化物陶瓷的研究,而对多孔氮化硅陶瓷的了解和研究较少。从目前的应用现状来看,孔隙率较高的多孔氮化硅陶瓷主要用于催化剂载体以及高温气体过滤器领域,孔隙率较低的多孔氮化硅陶瓷具有高强度,弹性模量低的特点,可以在高温构件中使用。目前在一些发达国家,如日本,多孔氮化硅陶瓷[4,5]已得到应用,国内相关的报道较少,西安交通大学先进陶瓷实验室通过碳热还原法制备得到了多孔氮化硅陶瓷。本文主要综述了多孔氮化硅陶瓷的制备工艺及其应用。1多孔氮化硅制备工艺氮化硅陶瓷相对于其它氧化物陶瓷难烧结,因此多孔氮化硅陶瓷的制...  (本文共4页) 阅读全文>>

《青岛科技大学学报(自然科学版)》2016年05期
青岛科技大学学报(自然科学版)

高性能多孔氮化硅陶瓷的制备进展及应用

氮化硅陶瓷作为一种具有特殊性能的无机合成材料,本身具有耐磨性和润滑性,是一种高温结构陶瓷材料,具有广阔的发展前景,它具有强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能好等优点,而多孔氮化硅陶瓷材料综合了氮化硅陶瓷和多孔陶瓷两者的优异性能,是一种体内具有相通或闭合气孔的陶瓷材料。高孔隙率的多孔氮化硅陶瓷通常可以用作高温下的过滤器、催化剂载体、分离膜等,低气孔率的多孔氮化硅陶瓷,在维持高强度的同时,由于气孔的存在造成弹性模量降低,从而与金属的弹性模量相匹配,降低了彼此间的热应力,因此可以用于热绝缘等高温构件。多孔氮化硅陶瓷因其特殊的结构与性能,如低密度、高孔隙率、适中的介电性能、高比表面积、高硬度、高的断裂韧性等,已经被广泛应用于航空航天、环境化工、生物医药、国防军事等重要领域,市场前景和经济效益十分显著[1-7]。随着科学技术的不断发展,国内外都在开始着眼于多孔氮化硅材料的研究。Kawai等[8]首次...  (本文共6页) 阅读全文>>

《陶瓷学报》2014年05期
陶瓷学报

气压烧结氮化硅陶瓷的研究与应用进展

0引言Si3N4是一种重要的结构陶瓷材料,具有高强度、高硬度、耐磨损、抗腐蚀以及高热导等独特的优异性能,在国防、能源、航空航天、机械、石化、冶金、电子等领域有着广泛的应用。但Si3N4是强共价键化合物,其扩散系数低、引起致密化的体积扩散及晶界扩散速度小、烧结驱动力小,因此难以实现烧结致密化。要制备高强度、高密度氮化硅陶瓷,通常采用Mg O,Y2O3,Al2O3,La2O3等作为助烧剂,助烧剂在高温下形成液相促进氮化硅的溶解、析出从而实现氮化硅的烧结。但Si3N4的烧结存在致密化和热分解这一矛盾,Si3N4在高温环境下易升华分解,常压烧结须采用埋粉方法烧结,温度一般控制在1750℃以下,而且需要添加大量助烧剂以形成液相烧结,但冷却后形成的晶界玻璃相使材料的高温性能劣化[1]。因此,工业上为了获得致密的氮化硅烧结体,人们更亲睐于气压烧结法。气压烧结是指提高氮气压力(一般是1-10MPa),抑制Si3N4的热分解以提高烧结温度(180...  (本文共8页) 阅读全文>>