氮化硅陶瓷的增韧方法

2023-12-03 19:08:12 来源：互联网分类：电气知识

　　氮化硅陶瓷作为一种高温结构陶瓷，具有强度高、抗热震性好、高温蠕变小、耐磨、抗氧化性能优异、化学稳定性高等特色，是优良的工程陶瓷之一，氮化硅虽然具有良好的性能，但也具有陶瓷的共性——脆性。脆性是一个致命的弱点，不可保证其应用的可靠性。因此，提高其韧性和可靠性一直是氮化硅陶瓷研究的重要方向。

　　颗粒增韧

　　颗粒增韧是在Si3N4材料中加入某些具有高弹性模量的粒子。如SiC、tic、TiN等，颗粒增韧与温度无关，可以作为高温下的增韧机制。但这种方法只能达到40%-70%的增韧效果，其增韧效果并不明显。

　　相变增韧

　　氧化锆相变增韧是指氧化锆颗粒分散在Si3N4基体中，由四方相到单斜相的应力诱导相变产生约5%的体积变化，可以抵消外加应力，阻止裂纹扩展，达到增韧的目的。

　　纤维增韧

　　纤维增韧是指Si3N4陶瓷与C和C、SiC等长纤维的复合增韧，其机理主要是裂纹偏转或分叉、拔出效应和桥联效应。

　　自增韧

　　自增韧是指通过调整材料成分和控制制备工艺条件，使部分Si3N4晶粒原位发展成高长径比的柱状晶粒，从而获得类似纤维增韧的各种机制，达到增韧效果。

　　碳纤维增韧

　　碳纤维由原料纤维高温烧制而成，具有高强度、高模量、密度低、耐高温、线膨胀系数小、导热系数高等优点。作为一种增强增韧材料，它战胜了其他增韧材料的缺点。

　　碳纤维能否在氮化硅基体中起到增强作用，取决于烧结后碳纤维与氮化硅基体的结合程度。

　　碳纳米管增韧