基于Isobam新体系凝胶注模成型制备氮化硅陶瓷

利用一种新型无毒的异丁烯马来酸酐聚合物,采用凝胶注模的方法制备了氮化硅陶瓷。采用不同分子量的Isobam用作分散剂和胶凝剂,研究了其添加量及固相含量对Zeta电位和流变性影响,并探讨了其分散和凝胶化机理。该新型体系相较于传统丙烯酰胺体系无毒且更加环保,添加量极少,不足原始粉料的1wt.%。因此,在烧结过程中即可排除有机物,无须制定特殊排胶制度,简化了工艺。采用气压烧结的方法,在1760℃下保温2 h得到的烧结体结构均匀致密,β-Si_(3)N_(4)形成相互搭接的连锁微结构。随着分散剂含量的增加,烧结体的密度、孔隙率和抗弯强度变化不大,当固含量为40 vol.%,Isobam 600含量为0.3 wt.%时,密度为2.9 g·cm^(-3)、抗弯强度454 MPa。固含量增加到45 vol.%时,密度可达3.0 g·cm^(-3)。

干摩擦工况下氮化硅基底制备CrAlN涂层工艺参数优化

为了延长氮化硅材料在干摩擦工况下的使用寿命,采用射频磁控溅射技术在氮化硅基底制备CrAlN涂层。利用正交试验法,以CrAlN涂层的干摩擦磨损率为试验指标,探究溅射时间、基底温度、氮气流量和溅射功率对涂层干摩擦工况下摩擦学性能的影响。利用超景深显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机、轮廓粗糙度测试仪和能谱仪(EDS)分析CrAlN涂层的微观形貌、晶体结构、化学成分和表面摩擦学性能,得到优化的工艺参数。分析结果表明,基底温度和溅射功率对CrAlN涂层磨损率的影响程度较大,溅射时间和氮气流量对CrAlN涂层磨损率的影响程度较小。在溅射时间为240min、基底温度为350℃、氮气流量为40sccm和溅射功率为120W的工艺参数下,CrAlN涂层的干摩擦摩擦学性能较好。研究结果可为氮化硅基底在干摩擦工况下应用CrAlN涂层的工艺参数设定提供数据支撑。

凝胶注模成型制备高性能氮化硅陶瓷(Ⅰ)──助烧剂包覆氮化硅粉料对材料性能的影响

用无机盐共沉淀法在氯化硅颗粒表面包覆一层纳米级的钇铝氧化物后，粉料的分散性大大提高，可用来制备团相体积分数为５０％的悬浮体，利用凝胶注模成型和气压烧结制备了氮化硅陶瓷，与机械混合加入助烧剂相比。

凝胶注模工艺制备高强度多孔氮化硅陶瓷

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、加工性能优良的坯体,烧成的多孔氮化硅陶瓷强度均>150MPa,气孔率>50％。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si3N4晶搭接而成的。均匀的气孔分布和柱晶结构是获得高性能的主要原因。

酚醛树脂裂解法增强高气孔率多孔氮化硅陶瓷

以酚醛树脂为碳源,采用凝胶注模成型工艺,成功地制备出了具有较高气孔率、高强度、结构比较均匀的氮化硅多孔陶瓷。结果表明,制备出的坯体结构均匀、加工性能优良,烧成的多孔氮化硅陶瓷强度78M Pa,扎孔率可达63%。借助热重分析(TG)、红外分析仪(IR)、X射线衍射(X R D)、扫描电子显微镜(SE M)、A rchim edes法和三点弯曲法等方法对多孔氮化硅陶瓷的微观结构的形成和基本力学性能进行了研究。SE M照片显示气孔是由长柱状β-Si3N4晶搭接而成的,典型的纤维状多孔材料。SR D图谱显示有玻璃碳产生;酚醛树脂裂解所得的玻璃碳与Si3N4表面的SiO2以及Si3N4颗粒本身反应生成了SiC增强相。发育良好的柱晶结构、均匀的气孔分布、以及反应生成的SiC微晶是在材料在高气孔率下仍保持高强度的主要原因。

Si_3N_4粉末表面的非均质成核法包覆及其浆料流变性的研究

在研究Ｓｉ３Ｎ４ 粉末表面包覆工艺及各因素影响规律的基础上，确定了非均质成核法对Ｓｉ３Ｎ４ 粉末表面包覆改性的最佳工艺范围． 利用透射电镜、Ｘ射线粒度分布仪、粘度测定仪、ｚｅｔａ 电位测定仪对包覆前后Ｓｉ３Ｎ４ 浆料进行了分析． 结果表明：在最佳包覆工艺范围内，Ｓｉ３Ｎ４ 粉末表面均匀包覆一层Ａｌ（ＯＨ）３ ，并包覆后Ｓｉ３Ｎ４ 浆料的ｚｅｔａ 电位发生明显变化，粒度分布更加均匀，流变性能得到明显改善．

发动机高温部件的陶瓷材料应用及性能测试

回顾了陶瓷发动机研究进展的主要历程。着重介绍高温热机部件用的氮化硅陶瓷和莫来石涂层等材料的性能改进和热机环境下测试评价。

纳米镍包覆氮化硅粉体的制备和磁性能研究

利用一种简单的无催化化学镀法制备了纳米镍晶粒包覆氮化硅陶瓷的复合粉体。通过不同的反应PH值和搅拌工艺对比获得了较为均匀的包覆。利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对包覆粉体的物相及显微形貌进行表征分析。磁性能测量表明包覆粉体具有良好的铁磁性能和磁各向异性。

包覆和凝胶注模成型对氮化硅陶瓷性能的影响

利用含 Al (NO3) 3,Y (NO3) 3和尿素的水溶液中无机盐的沉淀再经煅烧在 Si3N4粉料的表面包覆 Y2 O3- Al2 O3层 ,作为氮化硅烧结的助烧剂。包覆层改变了 Si3N4粉料的电动性和胶态特性 ,从而提高了 Si3N4的分散性。研究表明 ,经包覆和凝胶注模成型的方法所制备的氮化硅烧结体较冷等静压方法所获得的烧结体的抗弯强度和

常压烧结制备多孔氮化硅陶瓷研究

选用Al2O3、Y2O3、Lu2O3三种氧化物作为烧结助剂,采用凝胶注模成型和气氛保护常压烧结工艺,成功制备了具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷材料。本文研究了三种烧结助剂对多孔氮化硅的力学性能、介电性能和微观结构的影响,以及对氮化硅陶瓷的烧结促进作用,结果表明Y2O3具有最佳的烧结活性促进作用,其微观结构表明β-Si3N4棒状晶粒搭接结构是使多孔氮化硅陶瓷材料具有较好力学性能的重要原因。

铸造多晶硅的制备与研究

当今多晶硅已成为最主要的光伏材料,利用定向凝固工艺生产铸造多晶硅铸锭已成为业界广为采用的方法,但目前利用定向凝固工艺生产出来的多晶硅铸锭仍存在较多的缺陷,例如材料利用率低以及组织不均匀等问题。为了进一步优化铸造工艺,采用自行设计的真空电磁感应熔炼炉及定向凝固炉进行了多晶硅定向凝固实验。重点对比研究了石英坩埚和石英陶瓷坩埚对铸锭质量的影响。研究表明相对于石英坩埚而言,具有涂层的石英陶瓷坩埚不但可以防止铸锭产生裂纹,而且铸造出的多晶硅铸锭具有表面质量好以及相对发达粗大的柱状晶组织,平均晶粒尺寸为3～4mm。同时氮化硅涂层可以有效地降低铸锭中杂质氧的含量。

莫来石涂层对Si_3N_4陶瓷材料抗氧化性能的影响

利用Sol－Gel法在Si3N4陶瓷材料的表面涂上一层莫来石涂层，并用X射线衍射和X射线电子能谱（XPS）仪分析了涂层后Si3N4陶瓷材料的表面。涂层后Si3N4陶瓷材料在1300℃下氧化100h后，氧化增重从原来的0.42mg·cm-2降低到0．29mg·cm-2。

PECVD在多晶硅上沉积氮化硅膜的研究

氮化硅薄膜作为一种新型的太阳电池减反射膜已被工业界认识和应用。应用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)系统,以硅烷、氨气和氮气为气源在多晶硅片上制备了具有减反射作用的氮化硅薄膜。并研究了在沉积过程中,衬底温度、硅烷与氨气的流比以及射频功率对薄膜质量的影响。

包覆工艺制备多孔低介电氮化硅陶瓷的研究

以硅粉为原料,通过添加成孔剂球形颗粒,以聚乙烯醇作粘结剂,采用包覆工艺、干压成型,反应烧结制备了多孔氮化硅陶瓷,对比了包覆工艺对实验结果的影响。结果表明,采用包覆工艺较未采用包覆工艺制得的多孔氮化硅陶瓷有着更高的气孔率,宏观孔分布均匀,有较多的微孔,介电性能良好。

多孔石英基体上CVD法沉积氮化硅涂层的工艺、结构与性能研究

以甲硅烷(20%甲硅烷+80%氢气)和氨气作为反应前驱体,选择孔隙率为20%左右的多孔石英陶瓷基体,采用CVD法在多孔石英基体表面制备了氮化硅涂层。研究了沉积反应温度、反应压力、反应气体配比以及沉积时间等工艺参数对附着力的影响,确定了CVD法制备氮化硅涂层的最佳工艺参数,通过对所得涂层及复合材料进行抗弯强度和介电性能的表征,探讨了氮化硅涂层对多孔石英基体力学性能和介电性能的影响。

包覆成孔剂法制备高性能多孔氮化硅陶瓷工艺

为了制备高强度且分布均匀的氮化硅陶瓷,采用包覆成孔剂法改进普通添加成孔剂的方法,常压烧结氮化硅多孔陶瓷,采用阿基米德法、三点弯曲法分别测试材料的孔隙率及抗弯强度,用扫描电镜和光学放大镜对氮化硅多孔陶瓷显微结构和表观结构进行研究.结果表明,添加包覆过的成孔剂强度比添加未包覆的成孔剂强度高,孔隙率为50%时,强度增加近一倍.强度的提高归因于特殊的微观结构,即气孔的均匀分布和孔与孔之间相间隔分布.

发泡-注凝结合催化氮化法制备Si_(3)N_(4)多孔陶瓷

以高纯Si粉为主要原料,以Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O为催化剂,以十六烷基三甲基溴化铵为发泡剂,采用发泡-注凝结合催化氮化法制备Si_(3)N_(4)多孔陶瓷。研究了氮化温度(1200、1250、1300、1350℃)和催化剂用量(w,0、1%、3%、5%)对Si_(3)N_(4)多孔陶瓷物相组成、显微结构及常规物理性能的影响。结果表明:当Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O用量为1%(w)、氮化温度为1300℃时,所制备Si_(3)N_(4)多孔陶瓷的显气孔率和耐压强度分别为55.1%和29.7 MPa;多孔陶瓷相对较高的强度可归因于Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O的高效催化作用促进了试样内部Si_(3)N_(4)晶须的生长发育,进而对其力学性能的改善起到了积极的作用。

CF连续涂覆SiC/AlN

设计并组装了用于溶液浸渍烧成工艺的连续涂覆装置；用所制备聚合物先驱体溶液，以６ｍ·ｍｉｎ－１的运行速度在碳纤维表面实施连续涂覆ＳｉＣ／ＡｌＮ涂层；比较了涂层纤维与原纤维的性能。结果表明，涂层不影响纤维的柔顺可编织性和力学强度，但使纤维的抗热氧化性及其与铝的复合丝的拉伸强度均有较大提高。

高磁感取向硅钢研究开发的关键工艺及其研究进展

综述了高磁感取向硅钢在稀土微合金化设计、抑制剂形成、渗氮处理、表面绝缘涂层和激光刻痕等关键工艺的研究现状及取得的最新进展,讨论了目前这些关键工艺环节研究还存在的问题,最后指出了高磁感取向硅钢关键工艺环节研究未来的发展思路,尤其指出需要加强激光刻痕技术与表面涂层技术的有机结合。

无机复合涂层对多孔氮化硅性能影响的研究

利用溶胶-凝胶法制备在多孔氮化硅的表面制备了无机复相陶瓷涂层,利用扫描电镜、红外光谱等手段研究了涂层的形貌和结构,并采用三点弯曲法研究了材料的力学性能,讨论了涂层前后基体的性能变化,结果表明:涂层对基体的抗弯有明显的提高,最大提高20%;用涂层封孔后后,材料的气孔率和吸水率明显下降,对多孔氮化硅介电性能影响很小。