编号：CYYJ04474
篇名： 高压相变辅助烧结氮化硅陶瓷及其力学性能研究
作者： 李杨洋；潘益龙
关键词： 氮化硅; 力学性能; 高温高压; 烧结; 相变;
机构：宁波大学物理科学与技术学院高压物理科学研究院
摘要： 制备兼具高硬度和高断裂韧性的Si3N4材料是陶瓷领域的研究热点，可进一步推出诸如新一代陶瓷基板材料、高速航空发动机轴承、轻量化武器平台等军工应用。其中，通过减小晶粒尺寸增加晶界密度来提高陶瓷材料的硬度和断裂韧性已被验证为行之有效的方法。本文采用高压相变辅助烧结技术，以纳米级α-Si3N4为原料，在5 GPa,1 700℃下合成富β相Si3N4多晶陶瓷块材。结果表明：高压与相变相结合显著提高了陶瓷样品的致密度，同时降低了样品的烧结温度。进而抑制了晶粒异常长大，并使合成的Si3N4陶瓷具有优异的力学性能，其硬度高达20.06±0.5 GPa，断裂韧性为5.3±0.5 MPa·m1/2，优于传统烧结制备的Si3N4陶瓷。