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本文采用放电等离子体烧结法(SPS)制备了以5wt%MgO+5wt%CeO2为助烧剂的氮化硅陶瓷,并用热压(HP)烧结法烧结了SiO2-MgO-CeO2三相系统,通过XRD、SEM等方法对上述的烧结过程、材料的组织结构、晶界相组成进行了研究,观察到在烧结Si3N4陶瓷过程中,晶界相MgO的自动析晶现象,分析了MgO析晶的原因和机制。 研究结果表明,SPS烧结氮化硅陶瓷的致密化主要是通过液相烧结实现的。胚体内在1220℃左右出现液相,开始致密化,到1500℃时,致密化过程已基本结束。其中在温度低于1450℃时,烧结体的致密化主要通过颗粒重排实现,可使相对密度达95.74%;在1450~1500℃发生Si3N4的溶解-沉淀过程,此时气孔排除速率最大,但对烧结体致密化贡献较小。在烧结温度高于1550℃时,烧结体内液相会分为两相,一为富Si液相,包括Ce、N、Si、O等元素,一为富Mg液相。分相使富Si液相的粘度增大,使富Mg液相粘度减小。在烧结末期,富Si液相以具有较高耐火度的Ce的硅酸盐玻璃相存在在氮化硅陶瓷的晶界中,而富Mg液相以MgO晶体的形式析出,这减少了晶界玻璃相的含量,有利于提高氮化硅陶瓷的高温力学性能。 另外,本文还通过对气压烧结的氮化硅陶瓷进行表面磨削和抛光处理,利用XRD、SEM和三点弯曲等方法研究了平面磨、工具磨磨削和抛光处理对氮化硅陶瓷的表面形貌和抗弯强度的影响,研究结果表明:平面磨和工具磨磨削都会在氮化硅陶瓷的表面产生残余拉应力,使氮化硅陶瓷的抗弯强度下降;表面抛光处理后,氮化硅陶瓷表面的的残余拉应力降低,缺陷减小,抗弯强度有明显的提高。