层状Si 3 N 4 基陶瓷材料的制备与性能研究
发布时间：2024-03-31 22:57
Si3N4作为一种先进的结构陶瓷具有弯曲强度高、抗蠕变性能好和硬度高等优良的性能。然而,传统的氮化硅陶瓷由于断裂韧性差,导致热损容限低,可靠性差。受自然界中生物仿生结构的启发,本实验主要以Si C作为界面层,以Si3N4作为基体层,采用流延成型和热压烧结的方式制备出层状Si3N4/Si C陶瓷,研究了试样基本的力学性能、抗氧化性能和抗热震性能。采用流延法制备流延片,当浆料中粘结剂聚乙烯醇缩丁醛的含量为20 wt.%,增塑剂聚乙二醇的含量为5 wt.%,分散剂甘油的含量为2 wt.%,固含量为0.33 g/ml时制备出的基体层流延片表面光滑,无明显缺陷。对于Si C界面层流延片,最佳配比为:粘结剂和增塑剂含量分别为15 wt.%和10 wt.%,固含量为0.1 g/ml。根据界面层的配比不同,制备了两种层状Si3N4/Si C陶瓷,为LSN-1(界面层的配比为Si C-20 vol.%Si3N...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的与意义
1.2 层状Si3N4基陶瓷原料的基本性质
1.2.1 Si3N4的基本性质
1.2.2 SiC的基本性质
1.2.3 ZrB2的基本性质
1.3 Si3N4陶瓷研究现状
1.3.1 Si3N4陶瓷的烧结助剂
1.3.2 Si3N4陶瓷的增韧方式
1.3.3 Si3N4陶瓷的烧结方式
1.3.4 Si3N4陶瓷的抗氧化性能研究
1.3.5 Si3N4陶瓷的抗热震性能研究
1.4 层状陶瓷研究现状
1.4.1 层状陶瓷材料的选择
1.4.2 层状陶瓷材料的增韧
1.4.3 层状陶瓷的成型工艺
1.5 主要研究内容与创新点
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 创新点
第二章 层状Si3N4基陶瓷的制备及实验方法
2.1 实验原料与设备
2.1.1 原料
2.1.2 仪器与设备
2.2 层状Si3N4/SiC陶瓷材料的制备工艺
2.2.1 流延片的制备
2.2.2 叠层成型
2.2.3 真空脱脂
2.2.4 烧结
2.3 层状Si3N4基陶瓷的测试与表征
2.3.1 浆料的流变性能测试
2.3.2 微观结构分析和材料成分分析
2.3.3 密度测试
2.3.4 硬度测试
2.3.5 断裂韧性测试
2.3.6 弯曲强度测试
2.3.7 抗氧化性能测试
2.3.8 抗热震性能测试
第三章 层状Si3N4基陶瓷流延成型工艺研究
3.1 基体层流延成型工艺研究
3.1.1 粘结剂含量对Si3N4流延浆料流变特性的影响
3.1.2 增塑剂含量对Si3N4流延浆料流变特性的影响
3.1.3 固相含量对Si3N4流延浆料流变特性片的影响
3.1.4 粘结剂含量对Si3N4基体层流延片的影响
3.1.5 增塑剂含量对Si3N4基体层流延片的影响
3.1.6 固相含量对Si3N4基体层流延片的影响
3.1.7 分散剂对Si3N4基体层流延片的影响
3.1.8 干燥工艺对Si3N4基体层流延片的影响
3.2 界面层流延成型工艺研究
3.2.1 粘结剂含量对界面层流延片的影响
3.2.2 固相含量对界面层流延片的影响
3.3 流延片脱脂工艺的研究
3.3.1 流延片脱脂前后形貌图
3.4 本章小结
第四章 层状Si3N4基陶瓷材料的力学性能及微观结构
4.1 层状Si3N4基陶瓷材料的微观结构
4.2 层状Si3N4基陶瓷材料的物理性能
4.3 层状Si3N4基陶瓷材料的力学性能及断裂行为
4.4 层状Si3N4基陶瓷的R曲线行为
4.5 本章小结
第五章 层状Si3N4基陶瓷材料的抗氧化性能研究
5.1 层状Si3N4基陶瓷材料的氧化增重
5.2 层状Si3N4基陶瓷材料氧化后的形貌
5.3 层状Si3N4基陶瓷材料材料氧化后的力学性能
5.4 本章小结
第六章 层状Si3N4基陶瓷材料的抗热震性能研究
6.1 层状Si3N4基陶瓷材料的残余抗弯强度
6.2 层状Si3N4基陶瓷材料热震后的形貌
6.3 层状Si3N4基复合材料抗热震机理分析
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢
本文编号：3944619
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的与意义
1.2 层状Si3N4基陶瓷原料的基本性质
1.2.1 Si3N4的基本性质
1.2.2 SiC的基本性质
1.2.3 ZrB2的基本性质
1.3 Si3N4陶瓷研究现状
1.3.1 Si3N4陶瓷的烧结助剂
1.3.2 Si3N4陶瓷的增韧方式
1.3.3 Si3N4陶瓷的烧结方式
1.3.4 Si3N4陶瓷的抗氧化性能研究
1.3.5 Si3N4陶瓷的抗热震性能研究
1.4 层状陶瓷研究现状
1.4.1 层状陶瓷材料的选择
1.4.2 层状陶瓷材料的增韧
1.4.3 层状陶瓷的成型工艺
1.5 主要研究内容与创新点
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 创新点
第二章 层状Si3N4基陶瓷的制备及实验方法
2.1 实验原料与设备
2.1.1 原料
2.1.2 仪器与设备
2.2 层状Si3N4/SiC陶瓷材料的制备工艺
2.2.1 流延片的制备
2.2.2 叠层成型
2.2.3 真空脱脂
2.2.4 烧结
2.3 层状Si3N4基陶瓷的测试与表征
2.3.1 浆料的流变性能测试
2.3.2 微观结构分析和材料成分分析
2.3.3 密度测试
2.3.4 硬度测试
2.3.5 断裂韧性测试
2.3.6 弯曲强度测试
2.3.7 抗氧化性能测试
2.3.8 抗热震性能测试
第三章 层状Si3N4基陶瓷流延成型工艺研究
3.1 基体层流延成型工艺研究
3.1.1 粘结剂含量对Si3N4流延浆料流变特性的影响
3.1.2 增塑剂含量对Si3N4流延浆料流变特性的影响
3.1.3 固相含量对Si3N4流延浆料流变特性片的影响
3.1.4 粘结剂含量对Si3N4基体层流延片的影响
3.1.5 增塑剂含量对Si3N4基体层流延片的影响
3.1.6 固相含量对Si3N4基体层流延片的影响
3.1.7 分散剂对Si3N4基体层流延片的影响
3.1.8 干燥工艺对Si3N4基体层流延片的影响
3.2 界面层流延成型工艺研究
3.2.1 粘结剂含量对界面层流延片的影响
3.2.2 固相含量对界面层流延片的影响
3.3 流延片脱脂工艺的研究
3.3.1 流延片脱脂前后形貌图
3.4 本章小结
第四章 层状Si3N4基陶瓷材料的力学性能及微观结构
4.1 层状Si3N4基陶瓷材料的微观结构
4.2 层状Si3N4基陶瓷材料的物理性能
4.3 层状Si3N4基陶瓷材料的力学性能及断裂行为
4.4 层状Si3N4基陶瓷的R曲线行为
4.5 本章小结
第五章 层状Si3N4基陶瓷材料的抗氧化性能研究
5.1 层状Si3N4基陶瓷材料的氧化增重
5.2 层状Si3N4基陶瓷材料氧化后的形貌
5.3 层状Si3N4基陶瓷材料材料氧化后的力学性能
5.4 本章小结
第六章 层状Si3N4基陶瓷材料的抗热震性能研究
6.1 层状Si3N4基陶瓷材料的残余抗弯强度
6.2 层状Si3N4基陶瓷材料热震后的形貌
6.3 层状Si3N4基复合材料抗热震机理分析
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢
本文编号：3944619
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3944619.html