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硅酸盐学报2024年第09期:放电等离子体烧结结合高温热处理制备高强高导热氮化硅陶瓷

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李涛;张博;魏智磊;邓康;史忠旗;

单位:西安交通大学材料科学与工程学院,金属材料强度国家重点实验室;

摘要:采用放电等离子体烧结(SPS)结合高温热处理工艺,以α-Si_3N_4为主要原料、Mg Si N_2和Y_2O_3为复合烧结助剂制备出兼具高强度和高导热性能的Si_3N_4陶瓷,研究了SPS温度对Si_3N_4陶瓷致密化过程和热导率的影响,并分析了高温热处理温度对Si_3N_4陶瓷微观结构和性能的影响。结果表明,Si_3N_4陶瓷的致密度和热导率随着SPS温度的升高而提高,在1 600℃保温5 min即可制备出致密度约为99%的Si_3N_4陶瓷样品。对其进行高温热处理发现,样品的热导率随着热处理温度的升高而提高,抗弯强度则与之相反。经1 800℃热处理的样品,热导率为57.36 W·m~(–1)·K~(–1),相较未经热处理的样品提升了13.27%,同时抗弯强度仍保持在743 MPa的较高水平。

关键词:氮化硅;放电等离子体烧结;高温热处理;热导率;抗弯强度

基金资助:国家自然科学基金青年科学基金项目(52302069)