无压烧结Al-%2c2-O-%2c3-%2fSiC纳米复相陶瓷的研究.pdfVIP

无压烧结Al：O。／SiC纳米复相陶瓷研究 韩亚苓 (沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳，110023； 摘要：把粒径为30—35rim的B—sic纳米粉，加入亚微米尺寸(0．37pm)的0【--A1103粉料 中，对氧化拓陶瓷增强增韧．通过无压烧结工艺．制备出了AI，0，／SiC纳米美相陶瓷． 结果表明，在1 到489肝a，断裂韧性达6．67舯am“2．与国外同类实验相比，烧结温度降低约100 ℃．可见D--SIC蚋米粉具有降低烧结温度、改善烧结体韧性的作用．但是氧含量对纳 米陶瓷的烧蛄具有不良影响．通过sEM对组织进行分析。发现纳米SiC颗粒位于氧化铝 晶粒内部及晶界． 关键词：A1，o,Isic鼬米复相陶瓷B—sic纳米粉Si／C／N非晶复合粉无压烧结 1．引言 人 用纳米SiC增强增韧氧化铝成为近年来陶瓷研究热点之一．有人”1通过热压烧结，用SiC 粉增强Alz嘎陶瓷取得极大成功。其他研究者““”也取得较好效果。但由于热压烧结难以进 行工业化生产，于是无压烧结引起重视。有文献”1报道用无压烧结工艺，制备出相对密度大于 结工艺．制各出了A120，／SiC纳米复相陶瓷。本文着重讨论纳米SiC粉对氧化铝陶瓷密度、烧 结温度以及组织结构的影响。考虑到Si／C／N非晶复合粉在烧结后既可以形成纳米SiC，又可 以降低成本．因此也作为强化相加入．以便进行对比。 2原料及实验 2．1原料与成分 实验所用a--A1zm粉料平均颗粒尺寸为0．37um(美国产)，纯度为99．996。纳米SiC及 Si／C／N非晶复合粉(金属所生产)主要技术指标列于表l中。纳米强化相加入量列于表2中。 2．2制各工艺 将纳米强化相进行分散处理后按表2比例配料。用球磨法将料浆混台24小时，然后置于 表l纳米强化相主要技术指标和化学成分 纳米粉 平均颗粒尺寸 比表面积 化学组成／w“ 种类 ／m m2／g Si C N O H B—-SiC 30～35 142．0 70．5 22．6 0 2．3 极少 Silc熙 30 142．2 60．7 22．7 8．6 5．4 极少 表2纳米强化相加入量 序号 纳米粉种类 纳米粉加入量／V01．％ 其它填加剂 ／wt％ l 8一SiC 3 L5 2 B—SiC 5 1．5 3 B—_SiC 10 1．5 4 B—_SiC 15 1_5 5 Si／C／N 3 1_5 6 Si／C／N 5 l，5 7 si／c／N lO 1．5 8 Si／C／N 15 L5 真空干燥箱内烘干，过筛，用200MPa压力等静压成型．烧结设备为钼丝炉和感应炉，烧结温 度为1550～1680X：，温度波动范围±5℃：保温l～2．5小时．全过程采用氩气保护。 2．3性能检测 利用排水法测量烧结体密度；在JSll--6301F型扫描电镜上观察烧结体组织结构；用三点 弯曲法测试材料的抗弯强度；用压痕法测试断裂韧性． 3结果与讨论 3．1 纳米强化相对烧结体密度的影响 3．1．1B--SIC纳米粉对密度的影响 从图1中曲线B看出。用SiC作