耐火材料

作者：付杰, 刘源, 赵振威, 孔源, 杨露君, 王安修, 马成良

单位：1)郑州大学 材料科学与工程学院 河南郑州 450051；2)河南省高温功能材料重点实验室 河南郑州 450052；3)河南北星精工技术有限公司 河南焦作 454450

关键词：氮化硅陶瓷,Y2O3-MgO烧结助剂,凝胶流延成型,Isobam,两步烧结,

基金：国家自然科学基金资助项目(51872265);郑州市协同创新重大专项(20XTZX12025);2022年中原科技领军人才计划(234200510002)。

针对共价键氮化硅材料难实现致密烧结的问题,以Isobam(异丁烯马来酸酐共聚物)为凝胶体系,Si粉为原料,分别添加不同量的烧结助剂Y2O3-MgO(Y2O3和MgO的物质的量比为4∶3,外加质量分数分别为4%、6%、8%和10%),通过凝胶流延成型制备了Si流延片,在1 400 ℃氮气气氛下保温2 h后,升温至1 750 ℃保温2 h两步烧结制备了Si3N4陶瓷基板试样。探究了烧结助剂外加量对氮化硅陶瓷基板性能的影响。结果表明:添加Y2O3-MgO烧结助剂可促进烧结后试样α-Si3N4向β-Si3N4的转变;随着Y2O3-MgO烧结助剂外加量(w)从4%增至8%,烧结过程中生成了更多的液相,促进了液相传质,导致长柱状β-Si3N4晶粒增多和生长,试样的致密度、硬度、断裂韧性、抗弯强度、热导率随着烧结助剂外加量的增加而增大。但当烧结助剂外加量(w)为10%时,由于β-Si3N4晶粒的异常长大,试样的各项性能均下降。当烧结助剂外加量为8%(w)时,氮化硅试样的综合性能最好。

来源：2024年第5期

《耐火材料》期刊编辑部

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