利用氧化硅聚空心微球制备多孔氮氧化硅基复合陶瓷

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氮氧化硅陶瓷因其具有非常低的理论密度(2.81 g/cm3),高硬度(Hv:17-22 GPa),低热膨胀系数(3.5×10-6K-1),高热稳定性(高达1750°C),优异的抗热震性,高温强度高,以及良好的抗氧化性等性能,被广泛用作高温结构功能材料,也成为了天线罩的候选材料之一。本文以氧化硅聚空心微球作为造孔剂,将其添加到氮化硅浆料中,并结合凝胶注模成型工艺,在0.5 MPa氮气气氛下经过1850°C烧结2 h成功制得多孔氮氧化硅/氮化硅陶瓷。本文利用高温下氮化硅与氧化硅之间的液相烧结反应生成氮氧化硅,同时氧化硅聚空心微球存在空间作为最终产品气孔来源以得到满足需求的多孔陶瓷,并就浆料固相含量对多孔陶瓷的物相组成、微观形貌及其力学性能影响进行了详细探讨。结果表明,固相含量的增加使得多孔陶瓷的β-Si3N4相含量逐渐增加,气孔率降低,抗弯强度及断裂韧性增加。
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