添加氧化镁的热压氮化硅制备工艺和性能研究

本文主要研究添加5％（重量）MgO为助熔剂的热压氮化硅系统,分为以下三部分: （1）氮化硅制备工艺。通过选择适当氮化温度、时间和气体流量,能制备α相控制在90～95％范围内的Si3N4粉末。同时叙述了热压工艺:包括温度、压力,保温时间等工艺参数的选择。 （2）热压氮化硅机械物理性能:室温强度在7500公斤/厘米2～8200公斤/厘米2,1100℃时强度为7000公斤/厘米2,1200℃时开始下降明显,1200℃以下抗氧化性良好,1400℃氧化速率迅速增加,1300℃的氧化增重基本上符合抛物线规律;摩擦系数小,与45*钢对磨时干摩擦系数为0.5,有润滑油情况下,为0.09～0.11;从室温到1200℃的膨胀系数α=1.75～2.95×10-6;硬度HR=91～92。 （3）热压氮化硅微观结构观察和润湿角测定。电镜照片表明其织构主要由纤维状形貌颗粒和部分等轴形貌颗粒组成。Si3N4与MgO·SiO2和2MgO·SiO2的润湿角接近20°,表明它是有液相参与的烧结。 本文还对一些工艺因素变化与强度关系进行讨论,并指出进一步改进高温强度的途径。