浅谈氮化硅陶瓷的无压烧结技术及应用——蒋强国

发布时间 | 2021-08-04 11:13 分类 | 行业调研报告 点击量 | 800
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导读:氮化硅陶瓷(Si3N4)是综合性能最好的结构陶瓷之一,具有出色的材料特性组合,如较小的密度,较高的力学、热学、耐磨性、具有自润滑性、不与其它无机酸发生反应、高温时还具有抗氧化能力等,因...

氮化硅陶瓷Si3N4综合性能最好的结构陶瓷之一具有出色的材料特性组合较小的密度,较高的力学、热学、耐磨性具有自润滑性不与其它无机酸发生反应高温时还具有抗氧化能力等,因此在高温、高速、强腐蚀介质等极限环境下具有特殊的应用价值,被认为是最具有发展应用前景的结构陶瓷材料之一,在许多需要经受考验的应用场合中常常成为首选。

 

不过以上其实都是理想情况,陶瓷毕竟是由无机粉体烧结制备而来的,成品质量如何最终还得看看这制备过程是否合理且顺利。由于Si3N4陶瓷存在较强的共价键和较低的原子扩散速率,固相烧结难以实现致密化,往往需要加入合适的烧结助剂与Si3N4表面的氧化层形成液相,促进烧结致密化因此如果想获得真正性能出众的氮化硅陶瓷材料,包括烧结助剂、烧结方式、烧结工艺等在内的烧结因素都需要更深入的研究。

目前Si3N4陶瓷的常用制备技术有反应烧结、无压烧结、气压烧结、热压和热等静压等方法。在实际生产中为了获得高致密度的Si3N4陶瓷常采用气压烧结但气压烧结炉高昂的使用与维护费用会导致Si3N4陶瓷的生产成本增加。无压烧结虽然有着陶瓷件致密度较低,力学性能较差的缺陷但同时它也具有操作简单、成本低、可制备复杂部件等优点综合考虑下依旧是一种可行且具备前景的烧结工艺,因此近年来涌现了许多提高无压烧结Si3N4陶瓷性能的研究。

那到底采取什么措施可以优化无压烧结工艺提高Si3N4陶瓷性能呢?答案就在9月14-15日于广州举办的“2021年全国氮化物粉体与陶瓷创新发展论坛上。届时来自广东工业大学的蒋强国博士将分享题为《浅谈氮化硅陶瓷的无压烧结技术及应用》的报告,讲述其为获得较为可靠的无压烧结工艺所做的一些工作,包括研究烧结温度对Si3N4陶瓷致密度、相变、微观结构的影响利用高温可视化设备实时观测Si3N4陶瓷的烧结收缩过程等。感兴趣的话就不要错过了噢!

 

无压烧结氮化硅陶瓷的收缩观测图

关于报告人

 

蒋强国,工学博士,硕士生导师。加州大学—洛杉矶分校访问学者。研究方向有①结构陶瓷:氮化硅、晶须增强氧化铝氮化铝、碳化硼防弹陶瓷;②低温无压烧结技术和新型织构化技术;③成型技术:凝胶注模成型,3D打印陶瓷成型。

目前已发表论文17篇,申请专利11项。其中,以第一作者发表论文“Strong and Tough Glass with Self-Dispersed Nanoparticles via Solidification”在Advanced Materials上(影响因子25.8),获得美国专利授权一项,中国专利授权2项。

 

 

粉体圈会务组

作者:粉体圈

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