复相陶瓷材料
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技术综合
复相陶瓷材料是进一步改善单相陶瓷材料力学性能的有效方式。由于加入大量的烧结助剂会对陶瓷材料的性能带来许多不利影响,因此人们力图降低或不使用烧结助剂。在这方面,上海硅酸盐所的研究具有代表性。
对于ＳｉＣ-25%Ｓｉ3Ｎ4(体积分数)复合材料,他们以Ｓｉ3Ｎ4为结合相,并加入Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3等少量稀土添加物,以提高材料的高温性能。
对于ＳｉＣ 20%(β Ｓｉａｌｏｎ)(体积分数)复相材料,加入Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ,由于在烧结开始期间它们可作为一般的烧结助剂形成共晶液相促进烧结,而在烧结后期它们与Ｓｉ3Ｎ4形成β-Ｓｉａｌｏｎ相,故在晶界不形成玻璃相,从而就大大地提高了陶瓷材料的力学性能。
对于Ｙ-(α/β Ｓｉａｌｏｎ)复相陶瓷材料,α-Ｓｉａｌｏｎ晶粒弥散在针状β-Ｓｉａｌｏｎ内,α相的含量约为30%,β相的含量约为70%(由1850℃、1 5ＭＰａ条件下烧结2ｈ制得)。
α/β复相陶瓷所以引人注目不仅是由于它高的致密性,而且是由于它的力学性能具有加和性和可调性。上述陶瓷材料的抗弯强度达到750ＭＰａ、断裂韧性达到7.2ＭＰａ·ｍ1/2,针状β-Ｓｉａｌｏｎ晶粒在基体中起到了自补强作用。
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