稀土Lu_2O_3增强氮化硅陶瓷的结构与性能

韩敏芳¹，钟凌生¹，仝建峰²，陈大明²

(1.中国矿业大学,北京,100083;
2.北京航空材料研究院,先进复合材料国防科技重点实验室,北京,100095)

摘要:以稀土氧化物Lu_2O_3作为单一添加剂,研究在热处理过程中,稀土氧化物对氮化硅在粉体状态下相变的影响.指出氮化硅粉体的α→β相变率与稀土氧化物的添加量、粉体的热处理温度之间的关系.发现热处理温度在1650 ℃以下时,氮化硅粉体的相变率随着添加剂含量的异常变化.以上述制备的β-氮化硅晶种,在不进行化学处理的情况下直接用于氮化硅陶瓷的增韧,使得所制备的氮化硅陶瓷在保持原有的室温强度基本不变的情况下,断裂韧性得到大幅度提高.在此体系中研究了β-氮化硅晶种的增韧效果及机制.分析了晶粒尺寸及其分布与氮化硅陶瓷性能及显微结构之间的关系.研究表明:以Lu_2O_3为单一添加剂的自增韧氮化硅陶瓷,晶种的加入使材料在保持强度的同时,断裂韧性提高了10%～20%.

关键词:氮化硅; 自增韧; 氧化镥; 晶种; silicon nitride ceramic; phase transformation; Lu_2O_3; self-reinforcing;

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