编号：CYYJ04457
篇名： 热压压力对氮化硅陶瓷微观结构和性能的影响
作者： 臧向荣；于志强；李海青；谭会会；鲁燕萍；彭子涵
关键词： Si3N4陶瓷; 热压烧结; 热压压力; 微观结构; 机械性能; 导热性能;
机构：中国电子科技集团公司第十二研究所,微波电真空器件国家级重点实验室
摘要： 采用热压烧结工艺制备了高强度、高韧性的氮化硅（Si3N4）陶瓷，研究了热压压力对Si3N4陶瓷的相组成、微观结构、机械性能和导热性能的影响。结果表明，在烧结温度为1680℃、热压压力为20～30 MPa时，Si3N4陶瓷均由α-Si3N4全部转化为了长棒状的β-Si3N4。随着热压压力的增大，长棒状的β-Si3N4晶粒发育完全，气孔率降低，致密度增大。同时，在热压烧结过程中，β-Si3N4晶粒生长呈一定的方向性，长度方向上的生长主要是在垂直于压力方向上实现的。当热压压力为30 MPa时，Si3N4陶瓷综合性能最好，抗弯强度为1 123.72 MPa,断裂韧性为11.6 MPa·m1/2,垂直于热压方向面的维氏硬度为14.42 GPa,室温下的热导率为44.2 W/（m·K）。通过改变单相烧结助剂的含量，选择Y2O3-MgO烧结助剂在同样条件下制备的Si3N4陶瓷的热导率提升至62.9 W/（m·K）。