本文主要研究内容
作者李威（2019）在《微波烧结用轻质多孔梯度结构高透波材料的制备与研究》一文中研究指出：微波烧结作为一种先进的材料制备技术,它具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全无污染等特点,已经成为材料烧结领域新的研究热点。目前,微波窑的使用温度主要在800℃以下,使用温度在1300℃以上的高温微波烧结窑十分少见,究其原因主要是缺少集抗热震、隔热、高透波于一体的耐火材料。多孔Si2N2O陶瓷不仅具有较低的介电常数和介电损耗,同时具备优异的抗氧化和抗热震性能。因此,多孔Si2N2O陶瓷的制备与性能研究可拓展其在微波窑以及高温耐热组件方面的应用,具有十分重要的应用价值。本文以非晶氮化硅(Si3N4)为原料,以碳酸锂(Li2CO3)为烧结助剂,利用烧结助剂低温熔融高温强挥发特性,达到低温促进烧结,高温净化晶间相的目的,同时利用其高温挥发产生气孔制备出了综合性能优异的多孔纯相Si2N2O陶瓷,研究发现:在氮气气氛下,非晶氮化硅的晶化温度为1450℃,晶化产物主要为α-Si3N4;当非晶氮化硅在1000℃预氧化后,相同温度下析出了Si2N2O晶化相;添加2wt.%烧结助剂碳酸锂,非晶氮化硅在1350℃开始晶化出现大量的Si2N2O相,说明氧元素和烧结液相能促进非晶氮化硅晶化析出Si2N2O。1550℃氮气气氛烧结,3 wt.%含量烧结助剂制备出纯相的Si2N20陶瓷,1650℃碳酸锂含量为2 wt.%时,制备出单一相的Si2N2O,当烧结助剂的含量为5 wt.%时,Si2N2O发生了分解生成Si3N4相和SiO2相。材料的气孔率随着烧结助剂含量的升高逐渐降低,最大气孔率为56.26%,最小气孔率为42.39%。材料的质量损失率随着烧结助剂含量的升高逐渐增加,最大质量损失率为15.27%,说明烧结助剂的低温熔融高温挥发特性,既促进了 Si2N2O的生成,也促进气孔的形成。对材料的性能研究表明,随着烧结助剂含量的升高,Si2N2O陶瓷的抗弯强度、断裂韧性和弹性模量都呈升高趋势,在孔隙率为49.78%的情况下,抗弯强度仍可达50MPa,断裂韧性为1.34MPa·m1/2,弹性模量为22.6GPa。高温性能研究表明,Si2N20陶瓷在1400℃氧化15h后氧化增重很小,抗氧化性良好;碳酸锂含量为2 wt.%时,多孔Si2N20陶瓷在1300℃的残余强度保持率大于70%,其热扩散系数在980℃时为0.03 cm2/S,表现出优异的抗热震性和保温性能;碳酸锂含量为2 wt.%时,多孔Si2N2O陶瓷(气孔率为52.64%)的介电常数和介电损耗分别为3.54和0.0029,可以满足微波窑用保温透波材料的要求。通过成型压力的控制,制备了密度梯度结构可控的Si2N2O陶瓷,结合面接触良好,没有明显的分层。将试样利用Si3N4埋粉烧结,制备出组分梯度的复合材料。由于试样表面和内部区域所含N2分压不同,试样表面的Si3N4埋粉在高温时提供更高的N2分压,流动的气氛也会脱去试样表面的氧,生成Si3N4。试样内部区域,N2分压较低,预氧化的非晶氮化硅颗粒使内部区域具有较高的O2分压,在烧结体的内部生成Si2N2O。
Abstract
wei bo shao jie zuo wei yi chong xian jin de cai liao zhi bei ji shu ,ta ju you sheng wen su du kuai 、neng yuan li yong lv gao 、jia re xiao lv gao he an quan mo wu ran deng te dian ,yi jing cheng wei cai liao shao jie ling yu xin de yan jiu re dian 。mu qian ,wei bo yao de shi yong wen du zhu yao zai 800℃yi xia ,shi yong wen du zai 1300℃yi shang de gao wen wei bo shao jie yao shi fen shao jian ,jiu ji yuan yin zhu yao shi que shao ji kang re zhen 、ge re 、gao tou bo yu yi ti de nai huo cai liao 。duo kong Si2N2Otao ci bu jin ju you jiao di de jie dian chang shu he jie dian sun hao ,tong shi ju bei you yi de kang yang hua he kang re zhen xing neng 。yin ci ,duo kong Si2N2Otao ci de zhi bei yu xing neng yan jiu ke ta zhan ji zai wei bo yao yi ji gao wen nai re zu jian fang mian de ying yong ,ju you shi fen chong yao de ying yong jia zhi 。ben wen yi fei jing dan hua gui (Si3N4)wei yuan liao ,yi tan suan li (Li2CO3)wei shao jie zhu ji ,li yong shao jie zhu ji di wen rong rong gao wen jiang hui fa te xing ,da dao di wen cu jin shao jie ,gao wen jing hua jing jian xiang de mu de ,tong shi li yong ji gao wen hui fa chan sheng qi kong zhi bei chu le zeng ge xing neng you yi de duo kong chun xiang Si2N2Otao ci ,yan jiu fa xian :zai dan qi qi fen xia ,fei jing dan hua gui de jing hua wen du wei 1450℃,jing hua chan wu zhu yao wei α-Si3N4;dang fei jing dan hua gui zai 1000℃yu yang hua hou ,xiang tong wen du xia xi chu le Si2N2Ojing hua xiang ;tian jia 2wt.%shao jie zhu ji tan suan li ,fei jing dan hua gui zai 1350℃kai shi jing hua chu xian da liang de Si2N2Oxiang ,shui ming yang yuan su he shao jie ye xiang neng cu jin fei jing dan hua gui jing hua xi chu Si2N2O。1550℃dan qi qi fen shao jie ,3 wt.%han liang shao jie zhu ji zhi bei chu chun xiang de Si2N20tao ci ,1650℃tan suan li han liang wei 2 wt.%shi ,zhi bei chu chan yi xiang de Si2N2O,dang shao jie zhu ji de han liang wei 5 wt.%shi ,Si2N2Ofa sheng le fen jie sheng cheng Si3N4xiang he SiO2xiang 。cai liao de qi kong lv sui zhao shao jie zhu ji han liang de sheng gao zhu jian jiang di ,zui da qi kong lv wei 56.26%,zui xiao qi kong lv wei 42.39%。cai liao de zhi liang sun shi lv sui zhao shao jie zhu ji han liang de sheng gao zhu jian zeng jia ,zui da zhi liang sun shi lv wei 15.27%,shui ming shao jie zhu ji de di wen rong rong gao wen hui fa te xing ,ji cu jin le Si2N2Ode sheng cheng ,ye cu jin qi kong de xing cheng 。dui cai liao de xing neng yan jiu biao ming ,sui zhao shao jie zhu ji han liang de sheng gao ,Si2N2Otao ci de kang wan jiang du 、duan lie ren xing he dan xing mo liang dou cheng sheng gao qu shi ,zai kong xi lv wei 49.78%de qing kuang xia ,kang wan jiang du reng ke da 50MPa,duan lie ren xing wei 1.34MPa·m1/2,dan xing mo liang wei 22.6GPa。gao wen xing neng yan jiu biao ming ,Si2N20tao ci zai 1400℃yang hua 15hhou yang hua zeng chong hen xiao ,kang yang hua xing liang hao ;tan suan li han liang wei 2 wt.%shi ,duo kong Si2N20tao ci zai 1300℃de can yu jiang du bao chi lv da yu 70%,ji re kuo san ji shu zai 980℃shi wei 0.03 cm2/S,biao xian chu you yi de kang re zhen xing he bao wen xing neng ;tan suan li han liang wei 2 wt.%shi ,duo kong Si2N2Otao ci (qi kong lv wei 52.64%)de jie dian chang shu he jie dian sun hao fen bie wei 3.54he 0.0029,ke yi man zu wei bo yao yong bao wen tou bo cai liao de yao qiu 。tong guo cheng xing ya li de kong zhi ,zhi bei le mi du ti du jie gou ke kong de Si2N2Otao ci ,jie ge mian jie chu liang hao ,mei you ming xian de fen ceng 。jiang shi yang li yong Si3N4mai fen shao jie ,zhi bei chu zu fen ti du de fu ge cai liao 。you yu shi yang biao mian he nei bu ou yu suo han N2fen ya bu tong ,shi yang biao mian de Si3N4mai fen zai gao wen shi di gong geng gao de N2fen ya ,liu dong de qi fen ye hui tuo qu shi yang biao mian de yang ,sheng cheng Si3N4。shi yang nei bu ou yu ,N2fen ya jiao di ,yu yang hua de fei jing dan hua gui ke li shi nei bu ou yu ju you jiao gao de O2fen ya ,zai shao jie ti de nei bu sheng cheng Si2N2O。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的李威，发表于刊物郑州大学2019-07-03论文，是一篇关于非晶氮化硅论文,氧氮化硅论文,力学性能论文,介电性能论文,梯度材料论文,郑州大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自郑州大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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