烧结气压对氮化硅陶瓷力学性能的影响

在氮化硅陶瓷气压烧结制备过程中,除烧结加热制度外,氮气压力对其性能影响也很大,为了制备出性能更为优异的氮化硅陶瓷,本文采用气压烧结法在不同压力下制备氮化硅陶瓷材料,研究氮气压力对氮化硅陶瓷材料力学性能的影响。结果表明:当氮气压力达到4 MPa左右时,获得的氮化硅陶瓷材料综合性能最佳,α相几乎全部转变为β相,β-Si_(3)N_(4)晶粒长径比约为5.5,相对密度约为97.9%,抗弯强度约为(671.83±30.00)MPa、维氏硬度(HV)约为1670.25±50.00、断裂韧性约为(7.83±0.3.0)MPa·m1/2;通过分析氮化硅陶瓷材料腐蚀面和压痕裂纹的微观结构,发现适当的氮气压力能促使裂纹在扩展路径上更易发生偏转、分叉等增韧机制,消耗裂纹扩散能量,从而提高氮化硅陶瓷材料的断裂韧性,本研究对氮化硅陶瓷材料的增韧具有一定的指导意义。