编号：TCHY00060

篇名：反应烧结法制备高强度多孔氮化硅陶瓷

作者： 姚冬旭; 曾宇平;

关键词： 反应烧结; 多孔氮化硅; 强度; 气孔率;

机构： 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超高温结构国家重点实验室; 中国科学院研究生院;

摘要： 以硅粉(Si)为起始原料,氧化钇(Y2O3)为烧结助剂,利用干压成型工艺制备出不同气孔率的多孔硅坯体,通过反应烧结得到高强度多孔氮化硅(Si3N4)陶瓷.研究了Y2O3添加量在不同升温制度下对于氮化率的影响,以及1500~1750℃后烧结对多孔材料强度的影响.结果表明:添加9%Y2O3的样品具有较高的氮化率,主要是Y2O3与Si粉表面的SiO2在较低的温度下反应生成了Y5Si3O12N.在不同的反应条件下可得到气孔率为30%~50%,强度为160~50MPa的样品.在1750、0.5MPa N2气压下对样品进行后处理,α-Si3N4完全转变成柱状β-Si3N4,晶型转变有利于强度提高,气孔率为46%的多孔Si3N4其强度可达140MPa.

原文： 多孔陶瓷具有热导率低、体积密度小、比表面积大等特点,对液体和气体介质有选择的透过性、能量吸收或阻尼特性,加上陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀和化学稳定性好等优点,从而广泛应用于高温气体过滤、传感器、催化剂载体、分离膜等领域[1].和其它陶瓷材料如Al2O3、SiC等相比,Si3