氮化硅陶瓷的增韧方法与应用
氮化硅是一百多年前就已经发现的氮和硅的化合物,最早在德国合成,20世纪50年代才开始有应用。作为工程材料,到60年代受到重视。氮化硅是人工合成的物质,自然界尚未发现有天然存在的氮化硅。
氮化硅陶瓷作为一种高温结构陶瓷,具有强度高、抗热震稳定性好、高温蠕变小、耐磨、优良的抗氧化性和化学稳定性高等特点,是优良的工程陶瓷之一。虽然氮化硅具有良好的性能,但是它也具有陶瓷的共性——脆性。脆性这一致命弱点,使其在应用中的可靠性得不到保障。因此改善其韧性,提高其可靠性一直是氮化硅陶瓷研究的一个重要方向。
增韧方法
颗粒增韧
颗粒增韧就是在Si3N4材料中加入一定粒度的具有高弹性模量的颗粒,如SiC,TiC、TiN等。颗粒增韧与温度无关,可以作为高温增韧机制。但此法一般只能取得40%一70%的增韧效果,其增韧效果不明显。
相变增韧
ZrO2相变增韧是将ZrO2颗粒弥散在Si3N4基体中,利用四方相向单斜相的应力诱发相变而产生5%左右的体积变化,可以抵消外加应力、阻止裂纹的扩展,达到增韧目的。
纤维增韧
纤维增韧即利用C,SiC等长纤维对Si3N4陶瓷进行复合增韧,其机理主要是裂纹偏转或分叉、拔出效应和桥联效应。
自增韧
自增韧就是通过调整材....
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