YAG引入方式对碳化硅陶瓷烧结特性、力学性能及结构的影响

采用溶胶凝胶法和机械共混法分别引入烧结助剂YAG(Y3Al5O12)和Al2O3+Y2O3 制备复合粉体, 经过无压液相烧结制备碳化硅陶瓷材料, 分析了烧结助剂引入方式对碳化硅陶瓷烧结、性能及结构的影响机制。研究结果表明, 在1 950℃烧结45 min时, 机械共混法制备的复合粉体可以获得较好的烧结性能, 陶瓷具有较好的力学性能和显微结构, 而溶胶凝胶法制备的复合粉体则存在过烧。经烧结工艺优化, 溶胶凝胶法制备的复合粉体在1 860℃烧结1 h后, 陶瓷可以获得更优的烧结性能、力学性能及更理想的显微结构。复合粉体中YAG相的提前形成及均匀分布促进复合粉体的快速致密, 降低烧结温度, 改善陶瓷的力学性能及显微结构。细晶、裂纹偏转和晶粒桥联是碳化硅陶瓷的主要增韧机制。

溶胶-凝胶法引入烧结助剂制备SiC-Y_3Al_5O_(12)复相陶瓷

以碳化硅、六水硝酸钇、九水硝酸铝和六次甲基四胺为主要原料,通过溶胶-凝胶法引入Al2O3和Y2O3复合烧结助剂,液相烧结制备得到SiC-Y3Al5O12(Y3Al5O12简称YAG)复相陶瓷。采用DTA、TEM、XRD等分析测试技术研究了溶胶-凝胶法引入复合烧结助剂过程及复合烧结助剂对SiC-YAG陶瓷的烧结性能、力学性能、物相组成与显微结构的影响。结果表明:干凝胶在920℃左右已完全转变成YAG相,最终获得的YAG粒径小,并均匀分散在SiC表面的SiC-YAG复合粉体;复合粉体先干压、再等静压成型后,在1860℃下烧结45min,所制得复相陶瓷的相对密度达到了96.5%,抗弯强度达到486MPa,断裂韧性达到5.7MPa·m1/2。

粉体超微化对碳化硅陶瓷显微结构的影响

研究了粉体超微化后碳化硅陶瓷材料显微结构的变化特征 ,分析了超微化处理对碳化硅陶瓷烧结过程及显微结构的影响机理。经超微化处理后 ,粉体颗粒尺寸减小 ,分布范围变窄 ,硬团聚解聚 ,颗粒形状均匀分布 ;素坯均匀性提高 ,坯体烧结温度降低 ,促进了坯体烧结过程 ;陶瓷材料表面显微结构缺陷明显减少 。