一、AN INVESTIGATION OF GRAIN BOUNDARY PHASES IN Si_3N_4 BY HREM（论文文献综述）
刘巍[1]（2016）在《Si3N4陶瓷SPS制备及微观组织与导热性能研究》文中提出Si3N4作为一种力学性能优异的先进陶瓷材料,在航空航天、机械、化工领域有着广泛应用,同时因其具有可媲美于AlN陶瓷的高理论热导率,在大规模集成电路基板方面展现出广阔的应用前景。因此探索合适的工艺,制备出兼具高热导率与良好力学性能的Si3N4陶瓷,对于解决未来复杂环境下高集成电路的散热问题具有重要意义。本课题采用放电等离子体烧结（SPS）工艺制备致密Si3N4陶瓷,系统研究了烧结助剂与烧结工艺对Si3N4陶瓷的显微组织结构及导热性能的影响。研究了不同种类及含量的烧结助剂在烧结过程中的作用机理;对比分析了Si3N4陶瓷在不同工艺下的致密化、物相演变和晶粒生长规律,探究了各因素对Si3N4陶瓷热导率的影响机制;同时研究了热处理工艺对提升Si3N4陶瓷热导率的可行性,以此来优化Si3N4陶瓷的显微组织,改善材料的导热性能。研究发现,采用SPS工艺制备Si3N4陶瓷,相比于稀土氧化物Y2O3,采用非氧化物MgSiN2作为烧结助剂,可以降低烧结过程中液相的粘度,加速颗粒重排,能够在较低温度（1600℃）和较短时间（3min）内完成陶瓷的致密化,低的液相粘度与高的Si、N原子比有助于Si3N4的α→β相变和晶粒生长,提高Si3N4陶瓷的热导率;通过改变烧结助剂MgSiN2的添加量,研究其对Si3N4陶瓷致密化与微观组织结构的影响,发现MgSiN2的添加量为2wt%时即可实现陶瓷的致密化,在合理的范围内提高烧结助剂的添加量,产生充足的液相量有助于晶粒重排,加速致密化,借助晶粒生长的溶解-沉淀过程净化晶格,提高热导率,增多的晶间相集中分布于多晶交界处,对材料的热导率影响较小。采用MgSiN2作为烧结助剂,研究了烧结方式、SPS烧结温度与保温时间对Si3N4陶瓷显微组织结构和导热性能的影响规律。结果表明:相比于气压烧结工艺,SPS工艺的致密化驱动力增加,可以制备综合性能较好的致密Si3N4陶瓷;1400℃-1600℃为Si3N4的致密化阶段,升高SPS烧结温度,可以降低液相粘度,增大扩散激活能,促进相变与晶粒生长,提高材料的热导率,SPS/1800℃/5min可制得热导率60.11W/m/K,弯曲强度931MPa,断裂韧性9.18MPa·m1/2的β-Si3N4陶瓷;延长SPS烧结保温时间对Si3N4陶瓷的显微组织与导热性能的改善作用较小。分别采用SPS烧结工艺与气压烧结工艺对Si3N4陶瓷进行后续热处理,研究了不同热处理工艺对材料微观组织结构和热导率的影响,结果表明SPS热处理对Si3N4的显微组织与热导率改善甚微;气压热处理未完全相变的致密Si3N4陶瓷,基体中少量β相可以作为晶种促进β-Si3N4在热处理过程中迅速生长,显着提高热导率;由于热处理过程中晶间相的挥发,导致Si3N4陶瓷的致密度降低,削弱了热处理中晶粒长大对热导率带来的积极影响。
李勇霞[2]（2018）在《高热导Si3N4基复合材料的制备与性能研究》文中提出伴随超大规模大功率集成电路的发展,器件的热耗散问题亟待解决,因而具有高强度与高热导率的陶瓷材料已成为理想的电子器件封装材料。由长棒状β-Si3N4晶粒形成的特殊互锁微观结构,可使氮化硅陶瓷呈现出高强韧性与高热导率,其理论热导率可高达200W·m-1·K-1,因而氮化硅作为电子封装的候选材料被广泛研究。迄今为止,提高氮化硅陶瓷热导率的主要方法为在超过1850℃的高温下长时间烧结,通过溶解-再沉淀机制获得纯净的大尺寸β-Si3N4晶粒。高热导率氮化硅的制备工艺复杂,超大尺寸β-Si3N4晶粒构成的较为粗大的微观结构不可避免地降低了氮化硅陶瓷的力学性能,此外采用放电等离子烧结（SPS）等快速烧结工艺方法制备氮化硅陶瓷材料,囿于低α→β相变率,导致了材料力学性能与热性能的降低。针对上述问题,本文从以下三方面开展了相关的研究工作:以混合稀土氧化物（CeO2+Yb2O3）为烧结助剂,热压烧结（HP）制备了高致密度氮化硅陶瓷材料,通过调节CeO2与Yb2O3含量控制了晶界相组成与β-Si3N4晶粒尺寸。本文以CeO2+Yb2O3为烧结助剂热压制备Si3N4试样的弯曲强度为630.78MPa786.30MPa;断裂韧性为7.61MPa·m1/28.89MPa·m1/2,Si3N4试样的断裂韧性随着平均晶粒直径的增加而升高。当烧结助剂CeO2的含量为7mol%时,Si3N4陶瓷兼备较高的力学性能与热扩散率,其弯曲强度、断裂韧性与热导率分别为718.16MPa、8.29MPa·m1/2与80.12W·m-1·K-1;烧结助剂为5mol%CeO2+2mol%Yb2O3的Si3N4试样弯曲强度、断裂韧性以及热导率分别为766.09MPa、8.30MPa·m1/2与78.91 W·m-1·K-1。在氮化硅SPS过程中,导电第二相Cu与Mo可有效促进α→β相变。前者的作用机制为焦耳加热对溶解-再沉淀阶段的影响;后者为Mo与α-Si3N4原位反应形成β-Si3N4晶种。Cu对氮化硅α→β相变的促进作用随着含量增加而降低;与单一Si3N4陶瓷材料相比（β:α比率为52.6:47.4）,Cu/Si3N4复合材料具有明显较高的α→β转化率;Cu含量为3wt%时,氮化硅α→β相变率最高为84.3:15.7。而Mo可将氮化硅α→β相变提升至完全,且Mo含量的变化对氮化硅的相变率没有影响。SPS制备Si3N4过程中,α→β相变有效地促进了β-Si3N4晶粒的异常生长,Mo与α-Si3N4原位反应形成了β-Si3N4晶种,提高了α→β的相变,促进了长棒状β-Si3N4晶粒的生长。Si3N4试样中大尺寸长棒状β-Si3N4晶粒数目随着Mo颗粒尺寸的减小而降低,随着添加的Mo粉纯度上升;且在SPS过程中,多阶烧结对提高β-Si3N4晶粒尺寸作用明显,其主要原因为溶解-再沉淀过程的延长使得α→β相变完全,促进了β-Si3N4晶粒的各向异性生长。添加6wt%的Mo,经二阶SPS烧结与多阶SPS烧结制备的Si3N4试样,其弯曲强度分别为710.02MPa与683.27MPa;断裂韧性分别为8.29MPa·m1/2与7.94MPa·m1/2;热导率分别为83.95W·m-1·K-1与92.55W·m-1·K-1。采用SPS工艺制备的Si3N4试样,其热导率均高于用8倍时间热压制备的Si3N4试样。
杨春萍[3]（2019）在《高强韧Si3N4导热陶瓷制备及其组织性能调控》文中提出Si3N4陶瓷具有高强度、高韧性及高硬度等特性,是综合性能最优异的结构陶瓷之一。不仅如此,其室温理论热导率高达200320W·m-1K-1,有望替代强度低、易潮解的AlN陶瓷,成为新一代高性能陶瓷基板材料,在超大规模集成电路散热系统领域具有广泛的应用前景。然而,目前获得的Si3N4陶瓷的热导率与理论值差距较大,应用传统的烧结技术和烧结助剂体系很难协同优化材料的导热/力学综合性能。如通过延长烧结时间可获得热导率超过100W·m-1K-1的Si3N4陶瓷,失去了高强度的特性。因此,短时、高效制备高强、高导热Si3N4陶瓷具有重要的研究意义。本文以商业化α-Si3N4为主要原料,采用气压烧结、SPS烧结结合高温热处理工艺制备了Si3N4陶瓷,研究了烧结助剂组分、制备工艺参数对材料致密化、相转变、显微结构及性能的影响规律,通过调节材料组分及优化工艺参数实现了高强度、高导热Si3N4陶瓷的制备。探讨了显微结构对导热性能的影响机制。研究发现,利用Y2O3、Yb2O3和Gd2O3与MgSiN2为复合烧结助剂,采用气压烧结工艺制备Si3N4陶瓷时,稀土离子半径增大,Si3N4陶瓷的致密度降低,晶粒平均尺寸减小,大晶粒相对含量降低,热导率降低。采用两步法气压烧结工艺制备Si3N4陶瓷,能够有效促进离子扩散和封闭气孔的排除,将Si3N4陶瓷的致密度提高到99.4%,平均晶粒尺寸提高到7.3μm,尺寸大于5μm的晶粒相对含量高达68.13%,热导率达到60W·m-1K-1,相比一步法气压烧结提高了3.4%。使用低熔点无氧化合物MgF2替代MgO和MgSiN2,结合Y2O3为复合烧结助剂,应用SPS烧结技术与后续热处理制备Si3N4陶瓷,有效降低了液相形成温度和液相粘度,提高了N元素在液相中的溶解度,促进了材料的致密化,提高了相转变速率,促进晶粒生长。F元素与Si元素形成挥发相SiF4,能够有效降低晶界相含量,有助于提高热导率。经高温热处理后,烧结助剂组分为3mol%Y2O3-2mol%MgF2时,材料热导率达到76W·m-1K-1。在α-Si3N4原料粉中引入β-Si3N4晶种实现了对Si3N4陶瓷显微结构的调控,优化了材料的导热及力学性能。提高β-Si3N4晶种添加量,大尺寸晶粒相对含量先升高后降低。当晶种含量为10mol%时,Si3N4陶瓷的大尺寸β-Si3N4棒晶相对含量达到最大值,同时,试样获得最优的综合性能,室温热导率为84.6W·m-1K-1,测试温度为500℃时热导率为26.8W·m-1K-1,抗弯强度为893MPa,断裂韧性为7.8MPa·m1/2,维氏硬度为16.8GPa。在SPS烧结工艺条件下,选用低熔点的MgF2为烧结助剂,降低液相粘度,促进离子扩散,使垂直于SPS烧结压力方向的晶粒生长更为迅速,加剧了热导率在不同压力方向的差异。提高β-Si3N4晶种含量,大幅提高了烧结过程中的形核量,降低了晶粒生长空间受限,长棒晶在烧结压力的作用下进行偏转的移动范围减小,削弱了材料组织和性能的各向异性。添加晶种的Si3N4晶粒内部具有核壳结构,核壳具有相同的结构和晶体取向,外延生长始于β-Si3N4晶种。使用Y2O3-MgF2为烧结助剂的Si3N4陶瓷平衡非晶膜厚度为1.05nm。为降低晶界能,在界面处存在台阶。β-Si3N4晶粒内部O元素含量低于0.7%,在β晶粒内部及晶界相中F元素含量均低于0.1%。大部分F元素与Si元素形成挥发相SiF4,降低了晶界相含量。降低晶格内的O含量及晶界相含量均能有效提高Si3N4陶瓷的热导率。采用SPS烧结及后续热处理工艺,使用氟化物烧结助剂制备的高导热Si3N4陶瓷,通过添加晶种调控显微结构来协同优化其导热及力学性能,在高性能陶瓷基板领域具有广泛的应用前景。
于俊杰[4]（2019）在《基于显微结构调控的高硬高韧氮化硅陶瓷的研究》文中研究指明氮化硅（SbN4）陶瓷因具有较高的硬度、强度和韧性及良好的热稳定性等而广泛应用于高速切削刀具和高精密轴承球等的制造。但是,如何获得高硬度高韧性兼具的Si3N4陶瓷,是制约Si3N4陶瓷产品高可靠性批量制造的关键瓶颈。本文围绕这一关键科学问题,提出通过烧结工艺和添加过渡金属硼化物等多种工艺方法,实现了Si3N4陶瓷物相和显微结构的可控,制备出兼具高硬度高韧性的Si3N4陶瓷,并进行切削实验验证。主要研究内容及研究结论如下:1)通过两步热压烧结（HP+HP）工艺,采用原料组分为Si3N4+A12O3+Y2O3,制备出界面结合完好、应力低的表层硬度高（18.1 GPa）芯部韧性高（5.5 MPa·m1/2）的Si3N4梯度陶瓷。研究结果表明,制备的Si3N4梯度陶瓷表层晶粒细小、芯部晶粒粗大为β-Si3N4相,Si3N4梯度陶瓷界面结合良好,表层硬度高于芯部、韧性和强度低于芯部。利用聚焦离子束微纳加工技术制备微悬臂梁测试的断裂强度表明,当第二步HP烧结温度为1600℃时,Si3N4梯度陶瓷表层和芯部的断裂强度相同,界面应力很低。2)为进一步提高表层的硬度和芯部的韧性,将第二步HP改为放电等离子烧结（SPS）,并且在芯部引入ββ-Si3N4晶种,进一步改善了Si3N4梯度陶瓷的表层硬度和芯部韧性,制备出界面结合完好、应力低,表层硬度更高（21.2 GP a）、芯部韧性更高（5.9 MPa·m1/2）的Si3N4梯度陶瓷。研究结果表明,经HP+SPS后,Si3N4梯度陶瓷界面结合良好;表层含有较多的α-Si3N4相,为超细等轴晶粒,芯部只含ββ-Si3N4相,双峰结构更为显着;表层硬度和耐磨性高于芯部,韧性低于芯部。利用聚焦离子束（FIB）加工技术制备微悬臂梁的断裂强度表明,当第二步SPS保温时间为3.5 min时,Si3N4梯度陶瓷表层微悬臂梁强度高于芯部,分别为7.08 GPa和4.31 GPa,界面应力很低。3)针对两步烧结法制备表硬芯韧Si3N4梯度陶瓷的工艺复杂、成本较高的问题,利用常规低温（1500℃）热压烧结工艺,引入第二相ZrB2,成功制备出长柱状β-Si3N4晶粒形态和力学性能最佳的高硬度（21.3 GPa）、高韧性（7.2 MPa m1/2）、高抗弯强度（675 MPa）Si3N4陶瓷。研究结果表明,与单相Si3N4陶瓷相比,2.5 vol.%ZrB2粉体的引入可促进α-→ββ-Si3N4的相变,促进长柱状β-Si3N4晶粒的长大,提高韧性和抗弯强度。ZrB2中所含杂质成分ZrO2会抑制α-→β-Si3N4的相变;B可促进α-→β-Si3N4的相变,但会降低密度和力学性能。4)常规低温（1500℃）热压烧结工艺时,过渡金属硼化物的熔融温度、离子半径及对O的吸附难易程度不同而使液相粘度产生差异,导致不同的硼化物对热压烧结Si3N4陶瓷显微结构和力学性能存在不同的影响。研究结果表明,与单相Si3N4陶瓷相比,七种硼化物粉体中的M4+和B2-均能与Si3N4、SiO2及MgO和Yb2O3反应形成Si-Mg-O-N-Yb-M-B液相降低液相的粘度,而促进α-到-Si3N4的相变及长柱状β-Si3N4晶粒的长大,进而提高韧性和抗弯强度;HfB2的引入可获得α-Si3N4相含量最低、长柱状β-Si3N4晶粒形态最佳的高硬（20.3 GPa）、高韧（8.2 MPa.m1/2）和高强（780 MPa）Si3N4 陶瓷;MoB2 对 α-到β-Si3N4 的促进最弱、相对密度及力学性能最低。5)初步验证研究表明,以商业Si3N4陶瓷刀具作对比,HP+HP、HP+SPS法制备的Si3N4梯度陶刀具瓷,以及引入2.5 vol.%ZrB2的常规低温热压烧结Si3N4陶瓷刀具的切削寿命均不同程度地显示出优异的耐磨性。其中,HP+SPS法制备的Si3N4梯度陶瓷刀具的切削寿命是对比试验商业刀具的三倍。
祁海[5]（2014）在《氮化硅陶瓷材料及其球体的疲劳寿命研究》文中指出工程陶瓷材料具有优良的物理、机械性能,其在轴承这一类重要基础零部件中的应用已趋于成熟,尤其是氮化硅（Si3N4）,使用最为广泛。但是,由于受到制备工艺、原料和烧结助剂等因素的影响,轴承用Si3N4陶瓷材料常表现出性能不稳定、所制备的滚动体疲劳寿命短和可靠性差等特点。因此本研究选择Si3N4材料为研究对象,提出优化组织结构和性能的技术途径,以期为提升陶瓷滚动体的质量提供技术支撑。通过对Si3N4陶瓷球进行的滚动接触疲劳试验,分析了存在的问题,并用扫描电镜进行了显微形貌观察,同时对比研究了Si3N4和氧化铝（A1203）、氧化锆（Zr02）、轴承钢的滚动接触疲劳性能。结果表明,试验中所用的Si3N4陶瓷球存在疲劳寿命普遍较短且离散性大的问题。Si3N4陶瓷球疲劳失效的原因主要是晶界相偏析产生的缺陷；原料中的杂质和混料不均都会导致晶界相偏析的形成。在不同材料的对比试验中,Al2O3、ZrO2和轴承钢表现出的疲劳性能都不如Si3N4。将Sialon引入到轴承用陶瓷材料中,研究了原料纯度和Sialon相的引入对Si3N4材料性能和显微结构的影响,并用含有Sialon相的Si3N4陶瓷制备的球体进行了滚动接触疲劳试验。结果表明,利用Sialon陶瓷烧结时吸收晶界相的原理,随着烧结助剂中A1203含量的降低和A1N含量的升高,Sialon相增加、显微结构中晶界相含量逐渐减少,晶界相偏析程度减弱,从而有助于陶瓷球滚动接触疲劳性能的提高。随着Sialon相含量的增加,对于原料纯度较高的Si3N4材料,长柱状晶粒的含量逐渐降低,尺寸逐渐增大,长径比逐渐降低,材料压碎载荷出现降低,弯曲强度逐渐降低,硬度（HV10）和弹性模量逐渐升高；对于原料纯度较低的Si3N4材料,弯曲强度逐渐降低,硬度和弹性模量升高到一定程度后出现降低趋势。原料纯度较低的Si3N4材料其强度普遍低于原料纯度较高的Si3N4材料,且其显微结构中出现了异常长大的晶粒。材料弯曲强度和压碎载荷的Weibull模数差异较大。用力学和滚动接触疲劳性能最优的Si3N4材料制备的陶瓷球与国外陶瓷球产品在疲劳寿命方面未表现出较大差异,诺顿陶瓷球的磨损性能较好,本研究中制备的陶瓷球次之,东芝陶瓷球较差。
刘春凤[6]（2007）在《稀土添加剂的类型对α-sialon陶瓷组织与性能的影响》文中研究说明本文采用两步热压烧结法制备了不同稀土单一掺杂以及复合掺杂的α-sialon陶瓷。系统研究了α-sialon陶瓷的微观组织和力学性能的关系,揭示了长棒状α-sialon晶粒的形核和长大方式及自增韧机制。通过氧化试验,分析了稀土氧化物类型和含量对材料氧化性能的影响并探讨了氧化机理。研究发现,小尺寸Yb3+、Y3+和Dy3+稳定的α-sialon陶瓷只有单一的α-sialon相,而大尺寸稀土体系还含有少量晶间相M’(R2Si3-xAlxO3+xN4-x)、甚至β-sialon和21R-AlN多型体。随着稀土离子尺寸增大,陶瓷中长棒状晶粒增多,长径比增大;断裂韧性升高,硬度略有下降。选用高熔点Sc2O3为稳定剂制备的sialon陶瓷主要由β-sialon相组成,并含有少量12H-AlN多型体。12H’吸收大量Sc进入到它的结构中,为减少晶间相提供了一条有效途径。Sc-sialon陶瓷硬度较低,只有16 GPa;等轴晶粒形貌使得材料的强度和韧性偏低,只有541 MPa和3.8 MPa?m1/2。但以高熔点Lu2O3为稳定剂的α-sialon陶瓷则完全由α-sialon相构成,兼有少量晶间相J’（Lu4Si2-xAlxO7+xN2-x）,其硬度很高,都在21 GPa以上。随着Lu2O3含量增加,晶间相增多,长棒状晶粒数目增多,长径比增大,强度和韧性升高,硬度略有下降;当过量Lu2O3含量超过4 wt.%时,晶粒径向尺寸明显变小,长度略有降低;过量Lu2O3含量为4 wt.%时,材料具有最高的韧性和强度,分别为4.7 MPa?m1/2和620.2 MPa。热处理使得Lu-α-sialon晶粒各向异性长大明显,晶间相分布趋向于三角晶界处,其固溶度增大,而α-sialon的固溶度减小,韧性和强度进一步升高。首次将两种小尺寸稀土离子Sc3+和Lu3+复合掺杂制备α-sialon陶瓷,成功使得不能单独进入α-sialon结构的Sc3+稳定存在于α-sialon中。材料主要由α-sialon相构成,兼有少量β-sialon、J’和含Sc的12H’相。材料具有高硬度、高韧性和抗弯强度,分别为20.4 GPa、5.2 MPa?m1/2和652 MPa。HREM分析表明,单一掺杂的α-sialon陶瓷中,α-sialon和晶间相之间没有非晶层,但在α-sialon相之间则存在厚度1 nm左右的非晶层,即使热处理也不能完全消除;但在复合掺杂的ScLu-α-sialon中,α-sialon相之间以及和β-sialon相之间的界面都不存在非晶层。（S）TEM分析表明,不同稀土体系α-sialon晶粒形核长大机制均是以α-Si3N4作为优先形核位置外延生长,且初始析出的α-sialon较之后沉淀析出的固溶度高,core、shell之间点阵连续,晶体结构和晶体学取向相同,由于成份及晶格常数的差异,界面存在错配位错及应变引起的衬度变化。棱柱面界面反应控制生长和基面（001）的扩散控制生长促使α-sialon晶粒各向异性长大并形成长棒状晶粒。长棒状α-sialon晶粒的形成成功实现了α-sialon陶瓷的自增韧机制。通过长棒状晶粒的解离和拔出以及裂纹沿长棒状晶粒的偏转和桥接大大提高了陶瓷的断裂韧性,同时长棒状晶粒也促进了材料的强化。Lu-和ScLu-α-sialon陶瓷都具有很高的高温强度,1400oC下仍达550 MPa以上,且抗氧化性能好,氧化层致密,1300oC下其氧化速率常数K≈2.5×10-6 - 4.2×10-6 mg2/（cm4?s）,较Y-α-sialon陶瓷低一个数量级。氧化反应及元素扩散共同作用使得氧化层下方形成一个稀土元素消耗区,它与氧化层和基体连接紧密。
鲁欣欣[7]（2020）在《稀土改性高强韧高热导氮化硅陶瓷》文中提出氮化硅陶瓷（Si3N4）具有优良的力学性能和导热性能,常用于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等大功率半导体器件。目前,关于氮化硅作为散热陶瓷基板的应用,主要采用高温烧结、长时间保温的工艺以获得较高的热导率。但此种方法的缺点也较为明显,例如:氮化硅的力学性能较差、制备成本较高。选用高效的烧结助剂能降低生产成本,并可制备出高强韧高热导的氮化硅陶瓷。本文通过添加不同种类的复合稀土添加剂和氮化硅镁（MgSiN2）非氧化物添加剂,采用热压烧结,在1800℃,短时间保温条件下制备氮化硅陶瓷,系统研究添加剂种类和含量对氮化硅陶瓷成分、显微结构、导热性能、力学性能以及介电性能等的影响;同时,研究第二相结晶对氮化硅热导率的影响。论文首先以α-Si3N4为原始粉料,MgO-Y2O3-Re2O3为烧结添加剂,采用热压烧结法制备氮化硅陶瓷。研究表明:添加MgO-Y2O3-Re2O3（Re=Er、Sm、Dy、La、Y、Yb）的样品中,长柱状β-Si3N4晶均匀地镶嵌在较小的基体晶粒中,起自增强增韧作用,试样抗弯强度均超过920 MPa,断裂韧性均大于6.93 MPa?m1/2。三元添加剂（MgO-Y2O3-Re2O3）中Re3+半径的改变,对Si3N4陶瓷显微结构、抗弯强度及断裂韧性未产生规律的影响,但其热导率随添加剂Re3+半径减小而增大;MgO-Y2O3-Yb2O3的热导率达到了55.23 W/（m.K）,MgO-Y2O3-Y2O3的热导率达到了53.22 W/（m.K）。其次,探究了MgSiN2添加剂对Si3N4陶瓷显微结构、热导率和机械性能的影响规律。发现,MgSiN2添加剂有利于形成长柱状Si3N4晶粒和三叉晶界,可显着提高Si3N4的热导率。当添加量为8 wt%时,热压烧结（1800℃、3 h）制备的Si3N4陶瓷综合性能最佳,分别为:热导率:64.37 W/m.k,抗弯强度:840 MPa,断裂韧性:6.96 MPa.m1/2;此外,延长保温时间至6 h,发现Si3N4陶瓷热导率得到改善,并在存在明显各向异性,分别为:垂直压力方向79.20 W/（m.K）,平行压力方向66 W/（m.K）。采用MgSiN2-Y2O3作为添加剂,当添加量为6 wt%时,Si3N4陶瓷的热导率和抗弯强度最佳,分别为:58.02W/（m.K）,878 MPa。最后,本论文通过烧结后低温热处理和改变冷却速率的方法,探究了第二相对Si3N4陶瓷热导率的影响。发现烧结后低温热处理（1350℃、10 h）,可改善玻璃相结晶程度,但一定结晶度的玻璃相无法有效提升Si3N4的热导率。此外,分别利用MgSiN2-Y2O3和MgO-Y2O3作为烧结添加剂制备Si3N4陶瓷,发现第二相的形成不仅受冷却速率的影响,还与烧结添加剂种类有关;MgO-Y2O3作为添加剂制备的Si3N4陶瓷在慢速冷却条件下试样的热导率比自然冷却高16.7%。
刘聪[8]（2018）在《含Al2O3-Y2O3和MgO-Y2O3助剂的Si3N4陶瓷刀具材料制备与性能研究》文中进行了进一步梳理随着机械制造业的发展和高速切削技术的应用,传统的工具钢和硬质合金刀具已不能满足现代加工产业的需求,Si3N4陶瓷刀具具有高强度、高硬度、高耐磨、良好的抗热冲击和抗机械冲击性能,可广泛应用于切削灰铸铁和镍基高温合金等。通过引入烧结助剂,基于液相烧结机制可以制备高性能的Si3N4陶瓷材料,液相的性质（如低共熔温度和粘度等）对Si3N4陶瓷的致密化、相变、晶粒生长、显微结构和力学性能具有重要影响,而烧结温度、助剂种类和含量是调控液相性质的重要因素。因此,对于不同的烧结助剂体系,应该确定其合适的烧结温度和含量。此外,作为切削工具的应用,需探究Si3N4陶瓷刀具的切削性能与显微结构、力学性能之间存在的关系。本文以Al2O3-Y2O3和MgO-Y2O3为二元烧结助剂,通过调控烧结温度和助剂含量采用热压烧结制备了Si3N4陶瓷刀具材料,研究了烧结温度、助剂种类和含量对Si3N4陶瓷的致密化、相变、晶粒生长、显微结构和力学性能的影响。此外,通过对具不同显微结构的Si3N4陶瓷刀具进行高速切削灰铸铁实验,系统研究了切削性能与制备工艺、显微结构、力学性能之间的关系。研究结论如下:（1）通过分别添加10wt%Al2O3-Y2O3或10wt%MgO-Y2O3助剂,在1600℃、1700℃和1800℃下热压烧结制备Si3N4陶瓷,研究了烧结温度对这两种助剂体系下Si3N4陶瓷的致密度、物相、显微结构和力学性能的影响。结果表明:与Al2O3-Y2O3助剂相比,MgO-Y2O3助剂可以较好地改善Si3N4陶瓷的致密化,Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷在1600℃可实现完全致密。对于Si3N4-Al2O3-Y2O3和Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷,提高烧结温度均可以促进Si3N4陶瓷的α→β相变和双峰结构形成。以Al2O3-Y2O3为助剂时,热压温度为1800℃时所制备的Si3N4-Al2O3-Y2O3陶瓷具有较好的综合力学性能,硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为15.60±0.27GPa、1105.99±68.39MPa和7.13±0.37MPa·m?;以MgO-Y2O3为助剂时,热压温度为1600℃时所制备的Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷具有较好的综合力学性能,其硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为16.53±0.21GPa、1166.90±61.73MPa和6.74±0.17MPa·m?。因此,通过对不同温度下两种Si3N4陶瓷综合分析,Si3N4-Al2O3-Y2O3陶瓷适合高温烧结,最佳烧结温度为1800℃,而Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷适合低温烧结,最佳烧结温度为1600℃。（2）基于上述综合分析,将含Al2O3-Y2O3助剂的Si3N4陶瓷烧结温度定为1800℃,含MgO-Y2O3助剂的Si3N4陶瓷烧结温度定为1600℃,研究了助剂含量（6wt%、8wt%和10wt%）对Si3N4陶瓷的致密度、物相、显微结构与力学性能的影响,结果表明:添加6wt%的Al2O3-Y2O3或MgO-Y2O3助剂即可获得高致密Si3N4陶瓷,提高助剂含量对两种Si3N4陶瓷的致密度影响不大,但能促进高温下Si3N4-Al2O3-Y2O3陶瓷的相变。以Al2O3-Y2O3为助剂时,随着助剂含量的增加,Si3N4晶粒直径增大,长棒状晶粒显着增加,长径比增大;以MgO-Y2O3为助剂时,助剂含量对Si3N4陶瓷的晶粒尺寸影响不大,但使其长径比显着增大。通过对不同助剂含量下两种Si3N4陶瓷综合力学性能分析,提高助剂含量均会降低硬度和改善断裂韧性,但对抗弯强度基本没有影响。（3）将上述不同烧结温度和不同助剂含量下制备的具不同显微结构的Si3N4-Al2O3-Y2O3和Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷加工成刀具进行切削灰铸铁研究,探究Si3N4陶瓷刀具的切削性能与制备工艺、显微结构、力学性能之间存在的内在关系。结果表明:两种Si3N4陶瓷刀具的主要磨损机理都是磨粒磨损和粘结磨损。以Al2O3-Y2O3为助剂时,1800℃制备Si3N4陶瓷刀具具有更优异的切削性能,以MgO-Y2O3为助剂时,1600℃制备Si3N4陶瓷刀具切削性能更好。同时,不依赖于烧结助剂种类,减少助剂含量均能显着提高两种Si3N4陶瓷刀具的切削性能。基于切削性能与显微结构关系,发现具有细晶、高长径比柱状晶粒的显微结构有利于提高刀具的切削性能。Si3N4陶瓷刀具的切削寿命与硬度变化规律相同,而高的断裂韧性并不能保证刀具优异的切削性能,实际中应将两者调控在一个合理适用的范围,尤其是断裂韧性。
顾立[9]（2017）在《高介电低损耗氮化硅基复合材料的研究》文中研究表明氮化硅（Si3N4）陶瓷材料具有优异的力学性能、良好的高温稳定性和抗腐蚀性能,是一种综合性能较优的透波材料。本文通过加入较高介电常数的添加剂TiO2和钛酸镁,在满足材料力学性能的使用基础上,改善氮化硅基复合材料的介电性能,使其能够满足材料高介电低损耗的使用需求。主要研究结果如下:（1）本文通过添加Y203作为烧结助剂,采用气压烧结法制备一定气孔率、高强度和优良介电性能的氮化硅陶瓷材料。研究表明,Y2O3含量对材料有重要影响,在烧结助剂Y203含量为4wt%时,材料的弯曲强度和弹性模量分别达到最大值267MPa和116GPa,其介电常数达到最大值4.77,此时介电损耗为最小值4.5×10-3。（2）采用不同烧结工艺条件,研究了高介电添加剂TiO2含量对氮化硅基复合材料的影响。结果表明,1700℃烧结后,材料气孔率控制在21～33%,弯曲强度为167～202MPa,弹性模量为72～92GPa。在更高温度1750℃烧结后,材料气孔率降低,孔径大小分布均匀,弯曲强度和弹性模量在TiO2含量为25wt%时达到最大值259MPa和140GPa。1750℃烧结后,致密氮化硅基复合材料的弯曲强度和弹性模量在TiO2含量为5wt%时达到最大值380MPa和261GPa。（3）采用不同烧结工艺条件,研究了钛酸镁含量对氮化硅基复合材料的影响。结果表明,添加钛酸镁的氮化硅基复合材料达到一定致密性。1700℃烧结后,材料弯曲强度和弹性模量在钛酸镁含量为5wt%时达到最大值451MPa和273GPa;1750℃烧结后,其值在同样的钛酸镁含量时达到最大值486MPa和282GPa。1750℃烧结后,致密复合材料弯曲强度和弹性模量在钛酸镁含量为5wt%时达到最大值477MPa和274GPa。（4）TiO2和钛酸镁的添加,都有利于提高氮化硅基复合材料的介电常数,其介电损耗也增大。对Si3N4-TiO2复合材料而言,在1700℃和1750℃烧结后,材料介电常数在TiO2含量为25wt%时分别达到最大值7.66和7.70,此时介电损耗分别为6.7×10-3和1.92×10-2。1750℃烧结后,致密复合材料的介电常数和介电损耗在TiO2含量时达到最大值 7.83 和 1.67×10-2。对 Si3N4-MgTiO3/Mg2TiO4 复合材料而言,在 1700℃和 1750℃烧结后,材料介电常数在钛酸镁含量为30wt%时分别达到最大值8.55和8.57,此时介电损耗分别为1.26×10-2和1.34×10-2;1750℃烧结后,致密复合材料的介电常数和介电损耗在钛酸镁含量30wt%时达到最大值7.94和1.51×10-2。
董薇[10]（2012）在《多孔BN/Si3N4复合陶瓷的制备与性能研究》文中认为透波材料是一种集透波、防热、承载和抗蚀等多功能于一体的材料，它可以保护飞行器的天线系统，使其在恶劣环境下能够正常工作。随着飞行器的发展和飞行速度的不断提高，对透波材料介电性能、力学性能、寿命、工艺性和重量等方面要求越来越高。氮化硅（Si3N4）材料具有优异的力学性能、良好的热稳定性和耐腐蚀性能，是一种综合性能较高的飞行器天线罩用材料。但通过研究发现，Si3N4作为高速飞行器天线罩材料时，其介电性能不够理想，有待进一步提高。氮化硼（BN）具有比Si3N4更低的介电常数和介电损耗，而且在很宽的温度范围内具有优良的热、电性能稳定性，但其力学性能低于Si3N4、抗雨蚀性能差。本文将Si3N4和BN相结合，制备出具有Si3N4和BN各自优点的BN/Si3N4复合材料。由于多孔陶瓷具有较低的介电常数和密度，因此在制备BN/Si3N4复合材料时，应尽可能提高材料的气孔率。本文通过采用叔丁醇（TBA）基凝胶注模成型工艺制备高气孔率、高强度、低介电常数和介电损耗的BN/Si3N4复合陶瓷。优化了TBA基凝胶注模成型工艺各阶段的工艺参数，使该工艺适用于制备高气孔率的BN/Si3N4复合陶瓷。通过研究，加入0.144g/l（相对于溶剂体积）分散剂的浆料的流变性能较好；催化剂（MBAM）和引发剂（APS）水溶液最佳含量分别为1.5wt%和30wt%（相对于单体），40℃下N2保护聚合及保湿干燥制度较为合理。为了验证TBA基凝胶注模工艺在制备多孔BN/Si3N4复合陶瓷上的优越性，本文选取目前多孔陶瓷制备方法中应用最为广泛的干压成型工艺及造孔剂工艺与之进行对比实验，从微观结构到宏观性能进行了比较分析。研究发现，TBA基凝胶注模工艺的优势在于其能够制备出均匀可控，且具有高气孔率的结构。并可以通过调节固相含量得到不能性能的多孔BN/Si3N4复合陶瓷。当固相含量为7.5vol%时，气孔率为77.4%，介电常数为1.74；固相含量为30vol%时，气孔率为36.5%，抗弯强度为136±5.35MPa。在浆料中初始固相含量固定为15%体积分数的基础上，分别研究了烧结助剂Y2O3-Al2O3和SiO2的含量以及烧结温度的影响。结果表明，多孔BN/Si3N4复合陶瓷的气孔率随着烧结助剂含量的提高而下降，孔径呈单峰分布，尺寸为微米级或亚微米级。抗弯强度随着烧结助剂含量的提高而增大，介电常数随之上升。当Y2O3-Al2O3含量为5wt%，SiO2含量为7.5wt%时，多孔BN/Si3N4复合陶瓷的抗弯强度为65.84±3.08MPa，室温下的介电常数非常稳定，在2.39附近波动，介电损耗在3×10-3以下，并具有优异的高温介电性能。通过对烧结温度的研究，结果发现，在1750℃烧结温度下，Si3N4发育良好，具有优异的综合性能。研究了添加剂BN的加入量对多孔BN/Si3N4复合陶瓷的结构和性能的影响，对比了BN颗粒与BN晶须对样品的气孔率、显微结构、力学性能以及介电性能的影响。随着BN含量的提高，多孔BN/Si3N4陶瓷的气孔率呈现上升的趋势，而抗弯强度与介电常数则随之下降。由于BN晶须相对于BN颗粒具有长径比高的结构特征，借助其低介电常数与高长径比的特点，加入BN晶须的多孔BN/Si3N4复合陶瓷具有更加优良的介电性能和力学性能。研究了多孔复合陶瓷透波机理。随着气孔率的增加，多孔复合陶瓷的介电常数减小，介电常数实际测试值与Lichtencker方程（ε）推倒公式计算值有较好吻合。物相的组成是影响复合陶瓷介电性能的重要因素，随着BN相含量的增加，复合陶瓷的介电常数减小；多孔复合陶瓷的晶界相、气孔结构以及杂质也是影响介电常数及介电损耗的主要因素，晶界相含量的减少会使介电损耗急剧下降，具有较大气孔尺寸的样品的介电损耗较小。
二、AN INVESTIGATION OF GRAIN BOUNDARY PHASES IN Si_3N_4 BY HREM（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、AN INVESTIGATION OF GRAIN BOUNDARY PHASES IN Si_3N_4 BY HREM（论文提纲范文）
（1）Si3N4陶瓷SPS制备及微观组织与导热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 封装材料的种类与特点 |
| 1.3 高导热Si_3N_4陶瓷的导热机理与影响因素 |
| 1.3.1 陶瓷晶体导热机理 |
| 1.3.2 Si_3N_4的晶体结构与本征热导 |
| 1.3.3 影响Si_3N_4陶瓷导热的因素 |
| 1.4 Si_3N_4陶瓷的制备工艺与性能 |
| 1.4.1 Si_3N_4陶瓷的烧结工艺与性能 |
| 1.4.2 SPS工艺的发展与机理 |
| 1.4.3 SPS制备Si_3N_4陶瓷的性能特点 |
| 1.5 本文目的与主要研究内容 |
| 第2章 材料制备与研究方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 材料的制备工艺 |
| 2.2.1 Si_3N_4陶瓷的烧结 |
| 2.2.2 Si_3N_4陶瓷的热处理 |
| 2.3 性能测试方法 |
| 2.3.1 密度和致密度的测量 |
| 2.3.2 硬度 |
| 2.3.3 弯曲强度和断裂韧性 |
| 2.3.4 热导率 |
| 2.4 微观组织结构分析方法 |
| 2.4.1 XRD物相分析 |
| 2.4.2 显微组织与断口观察 |
| 2.4.3 透射电镜（TEM）与高分辨（HREM）观察 |
| 第3章 烧结助剂对Si_3N_4陶瓷组织性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 烧结助剂种类对陶瓷组织结构及性能的影响 |
| 3.2.1 致密化行为 |
| 3.2.2 物相组成与微观组织 |
| 3.2.3 导热性能 |
| 3.3 烧结助剂含量对Si_3N_4陶瓷组织结构及性能的影响 |
| 3.3.1 致密化行为 |
| 3.3.2 物相组成与微观组织 |
| 3.3.3 Si_3N_4陶瓷的界面结构 |
| 3.3.4 Si_3N_4陶瓷的导热性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 烧结工艺对Si_3N_4陶瓷组织性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 烧结方式对Si_3N_4陶瓷组织结构及性能的影响 |
| 4.2.1 致密化行为 |
| 4.2.2 物相组成与微观组织 |
| 4.2.3 导热性能 |
| 4.3 SPS烧结温度对Si_3N_4陶瓷组织结构及性能的影响 |
| 4.3.1 致密化行为 |
| 4.3.2 物相组成与微观组织 |
| 4.3.3 导热性能 |
| 4.4 SPS烧结时间对Si_3N_4陶瓷组织结构及性能的影响 |
| 4.4.1 致密化行为 |
| 4.4.2 物相组成与微观组织 |
| 4.4.3 导热性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 热处理工艺对Si_3N_4陶瓷组织性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SPS烧结炉热处理对Si_3N_4陶瓷组织结构及性能的影响 |
| 5.2.1 热处理对致密度的影响 |
| 5.2.2 物相组成与微观组织 |
| 5.2.3 导热性能 |
| 5.3 气氛压力热处理对Si_3N_4陶瓷组织结构及性能的影响 |
| 5.3.1 热处理温度的影响 |
| 5.3.2 热处理次数的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）高热导Si3N4基复合材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 氮化硅陶瓷材料概述 |
| 1.2.1 氮化硅晶体结构 |
| 1.2.2 氮化硅α→β相变 |
| 1.3 氮化硅陶瓷材料的液相烧结机制 |
| 1.3.1 晶界相 |
| 1.3.2 β-Si_3N_4晶粒生长机制 |
| 1.4 氮化硅陶瓷材料快速烧结技术 |
| 1.4.1 氮化硅SPS烧结机制 |
| 1.4.2 导电第二相引入及作用机制 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 氮化硅基陶瓷复合材料的制备及试验方法 |
| 2.1 氮化硅基复合材料的制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 制备工艺 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 微观结构与成分分析 |
| 2.2.2 物理性能测试 |
| 第3章 氮化硅热压烧结制备与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 氮化硅烧结特性及微观组织 |
| 3.2.1 液相形成温度 |
| 3.2.2 相对密度 |
| 3.2.3 晶界相组成 |
| 3.2.4 晶粒生长 |
| 3.3 氮化硅力学性能及热物理性能研究 |
| 3.3.1 弯曲强度与硬度 |
| 3.3.2 断裂韧性 |
| 3.3.3 热扩散系数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SI_3N_4基复合材料的SPS制备与组织演变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SI_3N_4基复合材料SPS烧结特性 |
| 4.2.1 Cu对Si_3N_4致密化过程的影响 |
| 4.2.2 Mo对Si_3N_4致密化过程的影响 |
| 4.3 第二相对微观结构影响分析 |
| 4.3.1 α→β相变与晶界相 |
| 4.3.2 第二相与Si_3N_4晶粒微观形貌 |
| 4.4 第二相对氮化硅性能的影响 |
| 4.4.1 力学性能 |
| 4.4.2 热扩散系数 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 SI_3N_4基复合材料的分段SPS制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微结构影响因素 |
| 5.2.1 二阶烧结 |
| 5.2.2 多阶烧结 |
| 5.3 晶粒生长与热传导性能 |
| 5.3.1 原位生成MoSi_2对晶粒生长的促进机制 |
| 5.3.2 热传导的影响因素 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）高强韧Si3N4导热陶瓷制备及其组织性能调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 陶瓷基板材料概述 |
| 1.2.1 陶瓷基板材料的应用背景 |
| 1.2.2 陶瓷基板材料的性能要求 |
| 1.2.3 陶瓷基板材料的发展现状 |
| 1.3 Si_3N_4陶瓷的导热机制及影响因素 |
| 1.3.1 Si_3N_4的晶体结构 |
| 1.3.2 Si_3N_4陶瓷的声子导热机制 |
| 1.3.3 Si_3N_4陶瓷导热性能的影响因素 |
| 1.4 高导热Si_3N_4陶瓷的研究现状 |
| 1.4.1 高导热Si_3N_4陶瓷的烧结助剂 |
| 1.4.2 高导热Si_3N_4陶瓷的烧结工艺 |
| 1.4.3 Si_3N_4陶瓷导热性能的优化方式 |
| 1.4.4 高导热Si_3N_4陶瓷的力学性能 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验用原料 |
| 2.2 材料制备工艺 |
| 2.2.1 Si_3N_4陶瓷的气压烧结制备 |
| 2.2.2 Si_3N_4陶瓷的SPS烧结及后续热处理工艺 |
| 2.3 性能测试方法 |
| 2.3.1 致密度 |
| 2.3.2 热导率 |
| 2.3.3 硬度 |
| 2.3.4 弯曲强度与断裂韧性 |
| 2.4 组织结构分析方法 |
| 2.4.1 物相分析 |
| 2.4.2 显微组织与断口观察 |
| 2.4.3 透射电镜(TEM)与高分辨电镜(HRTEM)观察 |
| 第3章 Si_3N_4陶瓷的气压烧结制备与性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料组分及烧结工艺 |
| 3.3 稀土氧化物种类对Si_3N_4陶瓷组织与性能的影响 |
| 3.3.1 稀土氧化物种类对Si_3N_4陶瓷致密度的影响 |
| 3.3.2 稀土氧化物种类对Si_3N_4陶瓷晶间相的影响 |
| 3.3.3 稀土氧化物种类对Si_3N_4陶瓷显微结构的影响 |
| 3.3.4 稀土氧化物烧结助剂对Si_3N_4陶瓷导热性能的影响 |
| 3.4 气压烧结工艺对Si_3N_4陶瓷组织与性能的影响 |
| 3.4.1 两步法气压烧结Si_3N_4陶瓷的致密度及物相组成 |
| 3.4.2 两步法气压烧结Si_3N_4陶瓷的组织结构 |
| 3.4.3 Si_3N_4陶瓷的两步法气压烧结机理分析 |
| 3.4.4 两步法气压烧结Si_3N_4陶瓷的导热性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 SPS烧结及其后续热处理制备Si_3N_4陶瓷的组织与性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料组分设计 |
| 4.3 二元烧结助剂种类对Si_3N_4陶瓷组织与性能的影响 |
| 4.3.1 烧结助剂种类对Si_3N_4陶瓷致密化行为的影响 |
| 4.3.2 烧结助剂种类对Si_3N_4陶瓷物相组成的影响 |
| 4.3.3 烧结助剂种类对Si_3N_4陶瓷晶粒生长的影响 |
| 4.3.4 烧结助剂种类对Si_3N_4陶瓷导热性能的影响 |
| 4.3.5 显微结构与导热性能的各向异性 |
| 4.3.6 烧结助剂种类对Si_3N_4陶瓷力学性能的影响 |
| 4.4 二元烧结助剂含量对Si_3N_4陶瓷组织与性能的影响 |
| 4.4.1 烧结助剂含量对Si_3N_4陶瓷液相形成温度的影响 |
| 4.4.2 烧结助剂含量对Si_3N_4陶瓷相转变的影响 |
| 4.4.3 烧结助剂含量对Si_3N_4陶瓷显微结构的影响 |
| 4.4.4 烧结助剂含量对Si_3N_4陶瓷导热性能的影响 |
| 4.4.5 烧结助剂含量对Si_3N_4陶瓷力学性能的影响 |
| 4.5 三元烧结助剂比例对Si_3N_4陶瓷组织与性能的影响 |
| 4.5.1 烧结助剂比例对Si_3N_4陶瓷致密化的影响 |
| 4.5.2 烧结助剂比例对Si_3N_4陶瓷物相组成的影响 |
| 4.5.3 烧结助剂比例对Si_3N_4陶瓷组织结构的影响 |
| 4.5.4 烧结助剂比例对Si_3N_4陶瓷导热及力学性能的影响 |
| 4.6 MgF2对Si_3N_4陶瓷SPS烧结的影响机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 β-Si_3N_4晶种对Si_3N_4陶瓷显微结构调控及导热性能的影响机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料组分及烧结工艺 |
| 5.3 晶种含量对Si_3N_4陶瓷显微结构的影响 |
| 5.3.1 晶种含量对Si_3N_4陶瓷致密化的影响 |
| 5.3.2 物相组成分析 |
| 5.3.3 晶种含量对Si_3N_4陶瓷晶粒生长的影响 |
| 5.4 晶种含量对Si_3N_4陶瓷力学性能的影响 |
| 5.5 晶种含量对Si_3N_4陶瓷导热性能的影响 |
| 5.5.1 晶种含量对导热性能的影响 |
| 5.5.2 添加晶种Si_3N_4陶瓷的高温热导率 |
| 5.5.3 形核量对显微结构和导热性能各向异性的影响 |
| 5.6 显微结构对导热性能的影响机制 |
| 5.6.1 晶粒尺寸对导热性能的影响 |
| 5.6.2 大尺寸晶粒含量对导热性能的影响 |
| 5.6.3 添加晶种Si_3N_4晶粒的核壳结构 |
| 5.6.4 晶界相对导热性能的影响 |
| 5.6.5 界面元素分布对导热性能的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）基于显微结构调控的高硬高韧氮化硅陶瓷的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Si_3N_4的晶体结构 |
| 1.2 Si_3N_4陶瓷的烧结 |
| 1.2.1 Si_3N_4陶瓷的烧结过程 |
| 1.2.2 Si_3N_4陶瓷的烧结方法 |
| 1.3 高性能Si_3N_4基陶瓷的研究现状 |
| 1.3.1 高硬度Si_3N_4基陶瓷 |
| 1.3.2 高韧性Si_3N_4基陶瓷 |
| 1.3.3 高强度Si_3N_4基陶瓷 |
| 1.3.4 高力学性能Si_3N_4基陶瓷 |
| 1.3.5 Si_3N_4基陶瓷的其它性能 |
| 1.4 Si_3N_4陶瓷的应用 |
| 1.5 本课题研究意义、目标及方法 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 研究背景与意义 |
| 1.5.3 研究目标与内容 |
| 第二章 实验方法与测试技术 |
| 2.1 原料选择与混料 |
| 2.1.1 原料选择 |
| 2.1.2 混料技术 |
| 2.2 材料制备与试样加工 |
| 2.2.1 样品烧结 |
| 2.2.2 样品加工 |
| 2.3 性能测试与表征 |
| 2.3.1 密度 |
| 2.3.2 物相分析 |
| 2.3.3 显微结构分析 |
| 2.3.4 维氏硬度和断裂韧性 |
| 2.3.5 抗弯强度 |
| 2.3.6 微悬臂梁强度 |
| 2.3.7 摩擦磨损分析 |
| 2.3.8 切削实验分析 |
| 第三章 两步热压烧结法制备表硬芯韧氮化硅梯度陶瓷与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.2.1 实验原料与烧结 |
| 3.2.2 实验测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 HP+HP法制备Si_3N_4梯度陶瓷的物相与致密度 |
| 3.3.2 HP+HP法制备Si_3N_4梯度陶瓷的显微结构与性能 |
| 3.3.3 微悬臂梁强度与界面应力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 热压与放电等离子烧结结合法制备表硬芯韧氮化硅梯度陶瓷与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 实验原料与烧结 |
| 4.2.2 实验测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 HP+SPS结合法制备Si_3N_4梯度陶瓷的物相与致密度 |
| 4.3.2 HP+SPS结合法制备Si_3N_4梯度陶瓷的显微结构与性能 |
| 4.3.3 微悬臂梁强度与界面应力分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 硼化锆增强、增韧的低温热压烧结氮化硅陶瓷的制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.2.1 实验原粉配方 |
| 5.2.2 试样烧结与测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 ZrB_2粉体的含量对Si_3N_4陶瓷性能的影响 |
| 5.3.2 ZrB_2粉体中的杂质对Si_3N_4陶瓷性能的影响 |
| 5.3.3 ZrB_2粉体促进Si_3N_4相变和晶粒长大的机理研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 过渡金属硼化物增强、增韧的低温热压烧结氮化硅陶瓷的制备与性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.2.1 实验原粉配方 |
| 6.2.2 试样烧结与测试方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 硼化物粉体的种类对Si_3N_4陶瓷物相与致密度的影响 |
| 6.3.2 硼化物粉体的种类对Si_3N_4陶瓷显微结构的影响 |
| 6.3.3 HfB_2与MoB_2粉体促进α-到β-Si_3N_4相变的差异性研究 |
| 6.3.4 硼化物粉体的种类对Si_3N_4陶瓷力学性能的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 氮化硅陶瓷刀具的切削性能与磨损机理研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验过程 |
| 7.2.1 切削实验 |
| 7.2.2 测试方法 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 Si_3N_4陶瓷刀具的切削性能分析 |
| 7.3.2 Si_3N_4陶瓷刀具的磨损形貌与磨损机理 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的学术成果 |
| 致谢 |
（5）氮化硅陶瓷材料及其球体的疲劳寿命研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 前言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 陶瓷滚动体材料概述 |
| 1.2 Si_3N_4陶瓷球的生产制造概况 |
| 1.3 Si_3N_4陶瓷球滚动接触疲劳的研究现状 |
| 1.3.1 滚动接触疲劳试验技术 |
| 1.3.2 Si_3N_4陶瓷球滚动接触疲劳的影响因素 |
| 1.3.3 Si_3N_4陶瓷球滚动接触疲劳的失效机制 |
| 1.3.4 目前存在的问题 |
| 1.4 本论文的研究目的与主要研究内容 |
| 第二章 试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验流程 |
| 2.3 滚动接触疲劳试验 |
| 2.3.1 疲劳试验机 |
| 2.3.2 试样及试验条件 |
| 2.3.3 数据分析方法 |
| 2.4 材料性能测试及显微结构分析 |
| 2.4.1 弯曲强度和压碎载荷测试 |
| 2.4.2 维氏硬度和断裂韧性测试 |
| 2.4.3 弹性常数测试 |
| 2.4.4 热膨胀系数测试 |
| 2.4.5 显微结构分析 |
| 第三章 陶瓷球滚动接触疲劳寿命试验研究 |
| 3.1 高精度Si_3N_4陶瓷球RCF试验 |
| 3.1.1 试验样品及试验条件 |
| 3.1.2 试验结果 |
| 3.1.3 分析讨论 |
| 3.2 Si_3N_4陶瓷球RCF对比试验 |
| 3.2.1 试验样品及试验条件 |
| 3.2.2 试验结果 |
| 3.2.3 分析讨论 |
| 3.3 表面颜色不均匀的Si_3N_4陶瓷球RCF试验 |
| 3.3.1 试验样品及试验条件 |
| 3.3.2 试验结果 |
| 3.3.3 分析讨论 |
| 3.4 Si_3N_4陶瓷球RCF换面试验 |
| 3.4.1 试验样品及试验条件 |
| 3.4.2 试验结果 |
| 3.4.3 分析讨论 |
| 3.5 Al_2O_3、ZrO_2陶瓷球和轴承钢球RCF试验 |
| 3.5.1 试验样品及试验条件 |
| 3.5.2 试验结果 |
| 3.5.3 分析讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 不同原料、配方的Si_3N_4陶瓷球材料性能研究 |
| 4.1 试验原料及烧结助剂成分组成 |
| 4.2 材料性能测试与分析 |
| 4.2.1 压碎载荷的测试与分析 |
| 4.2.2 弯曲强度的测试与分析 |
| 4.2.3 弹性常数的测试与分析 |
| 4.2.4 硬度韧性的测试与分析 |
| 4.2.5 热膨胀系数的测试与分析 |
| 4.3 滚动接触疲劳试验 |
| 4.3.1 试验样品及试验条件 |
| 4.3.2 试验结果 |
| 4.3.3 分析讨论 |
| 4.4 与国外陶瓷球产品的对比 |
| 4.4.1 试验样品及试验条件 |
| 4.4.2 试验结果 |
| 4.4.3 分析讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文、申请专利及标准起草情况 |
（6）稀土添加剂的类型对α-sialon陶瓷组织与性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 晶体结构和相关系 |
| 1.2.1 Si3N4陶瓷 |
| 1.2.2 sialon陶瓷与AlN-多型体 |
| 1.2.3 SiAlON体系的相关系 |
| 1.3 sialon陶瓷的烧结致密化 |
| 1.4 sialon陶瓷的显微组织的发展 |
| 1.4.1 晶粒的各向异性生长 |
| 1.4.2 晶粒的形核与长大 |
| 1.4.3 影响微观组织的因素 |
| 1.4.4 晶间相 |
| 1.5 sialon陶瓷的性能 |
| 1.5.1 室温力学性能 |
| 1.5.2 高温力学性能 |
| 1.5.3 热稳定性及高温抗氧化性 |
| 1.6 复合掺杂α-sialon陶瓷的研究 |
| 1.7 本文的研究目的、意义及主要研究内容 |
| 1.7.1 研究目的和意义 |
| 1.7.2 主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与研究方法 |
| 2.1 试验用原材料 |
| 2.2 试验材料的成分设计与制备 |
| 2.3 材料性能测试方法 |
| 2.3.1 致密度的测定 |
| 2.3.2 抗弯强度及弹性模量的测定 |
| 2.3.3 硬度 |
| 2.3.4 断裂韧性 |
| 2.3.5 高温抗氧化性能的测定 |
| 2.4 材料组织结构分析方法 |
| 2.4.1 XRD物相分析 |
| 2.4.2 扫描电镜(SEM)观察 |
| 2.4.3 透射电镜(TEM)和高分辨电镜(HREM)观察 |
| 2.4.4 扫描-透射(STEM)观察 |
| 第3章 不同稀土阳离子稳定α-sialon陶瓷的组织与性能 |
| 3.1 α-sialon陶瓷的组织结构 |
| 3.1.1 物相分析 |
| 3.1.2 SEM表面形貌观察 |
| 3.1.3 TEM组织结构分析 |
| 3.2 α-sialon陶瓷的相形成过程的讨论 |
| 3.3 α-sialon陶瓷的界面结构及成分分析 |
| 3.4 α-sialon陶瓷的力学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高熔点稀土氧化物掺杂α-sialon陶瓷的组织与性能 |
| 4.1 Sc_2O_3掺杂制备sialon陶瓷的组织结构与力学性能 |
| 4.1.1 物相分析 |
| 4.1.2 ScE2 陶瓷的微观组织 |
| 4.1.3 ScE2 陶瓷的力学性能 |
| 4.1.4 ScE2 陶瓷的HREM观察 |
| 4.2 Lu-α-sialon陶瓷的微观组织与力学性能 |
| 4.2.1 Lu-α-sialon陶瓷的物相分析 |
| 4.2.2 Lu-α-sialon陶瓷的微观组织 |
| 4.2.3 Lu-α-sialon陶瓷的界面结构与成分分析 |
| 4.2.4 Lu-α-sialon陶瓷的力学性能 |
| 4.3 热处理对Lu-α-sialon陶瓷的组织与性能的影响 |
| 4.3.1 热处理对Lu-α-sialon陶瓷微观组织的影响 |
| 4.3.2 热处理对α-sialon晶粒/晶间相成分变化和结构的影响 |
| 4.3.3 热处理对Lu-α-sialon陶瓷力学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 复合掺杂α-sialon陶瓷的研究 |
| 5.1 ScLu-α-sialon陶瓷的组织结构 |
| 5.1.1 物相分析 |
| 5.1.2 微观组织SEM观察 |
| 5.1.3 微观组织TEM观察 |
| 5.2 界面结构与成分分析 |
| 5.2.1 晶相间的成分梯度及界面HREM观察 |
| 5.3 力学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 α-sialon晶粒的形核与长大 |
| 6.1 α-sialon陶瓷中core/shell界面结构与成分分析 |
| 6.1.1 单一稀土掺杂α-sialon陶瓷 |
| 6.1.2 复合稀土掺杂α-sialon陶瓷 |
| 6.2 形核机制 |
| 6.3 长棒状晶粒的长大机制 |
| 6.3.1 界面粗糙度的影响 |
| 6.3.2 界面化学势的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 α-sialon陶瓷的高温断裂和氧化行为 |
| 7.1 Lu-α-sialon和ScLu-α-sialon陶瓷的高温断裂行为 |
| 7.1.1 高温抗弯强度 |
| 7.1.2 高温断裂特征 |
| 7.1.3 高温断裂行为的探讨 |
| 7.2 α-sialon陶瓷的氧化增重与氧化动力学 |
| 7.3 α-sialon陶瓷氧化表面的相组成及组织结构 |
| 7.3.1 Lu-α-sialon陶瓷 |
| 7.3.2 ScLu-α-sialon陶瓷 |
| 7.3.3 Y-α-sialon陶瓷 |
| 7.4 α-sialon陶瓷氧化试样的断面组织 |
| 7.5 氧化机理 |
| 7.6 氧化过程中的反应 |
| 7.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）稀土改性高强韧高热导氮化硅陶瓷（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 氮化硅陶瓷概述 |
| 1.2.1 氮化硅的晶体结构及性能 |
| 1.2.2 氮化硅陶瓷的应用 |
| 1.3 氮化硅散热基板材料的研究状况及进展 |
| 1.3.1 氮化硅基板的国外研究现状 |
| 1.3.2 氮化硅基板的国内研究现状 |
| 1.4 氮化硅陶瓷性能的主要影响因素 |
| 1.4.1 氮化硅陶瓷导热性能的主要影响因素 |
| 1.4.2 氮化硅陶瓷力学性能的主要影响因素 |
| 1.4.3 氮化硅介电性能的主要影响因素 |
| 1.5 课题研究目的及研究内容 |
| 1.5.1 课题的研究目的 |
| 1.5.2 课题的主要研究内容及创新点 |
| 第二章 氮化硅性能表征方法 |
| 2.1 氮化硅陶瓷性能 |
| 2.2 氮化硅性能表征方法 |
| 2.2.1 相对密度 |
| 2.2.2 导热性能 |
| 2.2.3 硬度及断裂韧性 |
| 2.2.4 弯曲强度 |
| 2.2.5 介电性能 |
| 2.2.6 物相组成及显微结构分析 |
| 第三章 稀土氧化物添加剂对氮化硅性能的影响 |
| 3.1 稀土氧化物的性质及在结构陶瓷中的应用 |
| 3.2 稀土氧化物对氮化硅晶粒生长的作用 |
| 3.3 稀土氧化物对晶界相的影响 |
| 3.4 稀土氧化物对Si_3N_4导热性能的影响 |
| 3.5 稀土氧化物对Si_3N_4力学性能的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 MgSiN_2粉体的制备及其材料特性 |
| 4.1 MgSiN_2的性质及其应用 |
| 4.2 MgSiN_2的晶体结构 |
| 4.3 MgSiN_2粉体的制备 |
| 4.4 MgSiN_2粉体的分解 |
| 4.5 稀土氧化物对 MgSiN_2陶瓷的影响 |
| 4.6 MgSiN_2 添加剂对Si_3N_4 性能的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 MgO-Y_2O_3-Re_2O_3 添加剂种类对Si_3N_4 性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 Si_3N_4陶瓷的制备 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 致密度 |
| 5.3.2 物相分析 |
| 5.3.3 显微结构 |
| 5.3.4 力学性能 |
| 5.3.5 导热性能 |
| 5.4 介电性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 MgSiN_2添加剂对Si_3N_4 性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.3 单一MgSiN_2添加剂对Si_3N_4 性能的影响 |
| 6.3.1 密度 |
| 6.3.2 物相分析 |
| 6.3.3 显微结构 |
| 6.3.4 力学性能 |
| 6.3.5 导热性能 |
| 6.3.5.1 不同一元添加剂种类和含量的氮化硅热导率 |
| 6.3.5.2 一元MgSiN_2添加剂热压烧结的热导率各向异性 |
| 6.4 MgSiN_2-Y_2O_3 添加剂对Si_3N_4 性能的影响 |
| 6.4.1 Si_3N_4-MgO-Y_2O_3与Si_3N_4-MgSiN_2-Y_2O_3 陶瓷的致密度和物相组成 |
| 6.4.2 Si_3N_4-MgO-Y_2O_3与Si_3N_4-MgSiN_2-Y_2O_3 陶瓷的热导率和抗弯强度 |
| 6.4.3 烧结后热处理Si_3N_4-MgO-Y_2O_3与Si_3N_4-MgSiN_2-Y_2O_3 陶瓷的致密度和热导率 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 第二相结晶对Si_3N_4热导率的影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 烧结后热处理对Si_3N_4第二相及热导率的影响 |
| 7.2.1 实验方法 |
| 7.2.2 实验结果与讨论 |
| 7.2.2.1 致密度 |
| 7.2.2.2 物相分析 |
| 7.2.2.3 热导率 |
| 7.3 添加剂种类和冷却速率对Si_3N_4第二相及热导率的影响 |
| 7.3.1 实验方法 |
| 7.3.2 实验结果与讨论 |
| 7.3.2.1 致密度 |
| 7.3.2.2 物相分析 |
| 7.3.2.3 热导率 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）含Al2O3-Y2O3和MgO-Y2O3助剂的Si3N4陶瓷刀具材料制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Si_3N_4的结构、性能与应用 |
| 1.1.1 Si_3N_4的发展 |
| 1.1.2 Si_3N_4的晶体结构 |
| 1.1.3 Si_3N_4的性能 |
| 1.1.4 Si_3N_4陶瓷的应用 |
| 1.2 Si_3N_4陶瓷的制备工艺、微观形貌与性能 |
| 1.2.1 Si_3N_4陶瓷的烧结 |
| 1.2.2 液相烧结助剂的种类与作用 |
| 1.2.3 Si_3N_4陶瓷的显微结构与性能 |
| 1.3 Si_3N_4基陶瓷刀具的研究进展 |
| 1.3.1 Si_3N_4基陶瓷刀具的种类 |
| 1.3.2 Si_3N_4陶瓷刀具的切削加工 |
| 1.3.3 Si_3N_4基陶瓷刀具的制备与性能研究进展 |
| 1.4 研究背景与意义 |
| 1.4.1 研究背景 |
| 1.4.2 研究目的及意义 |
| 第二章 实验过程与性能表征 |
| 2.1 实验原材料 |
| 2.2 实验过程与设备 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 切削实验 |
| 2.3 性能测试与表征 |
| 2.3.1 致密度测试 |
| 2.3.2 物相分析 |
| 2.3.3 力学性能测试 |
| 2.3.4 显微结构表征 |
| 第三章 烧结温度对Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.2.1 实验原粉配方 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 烧结温度对Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷致密度与物相的影响 |
| 3.3.2 烧结温度对Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷显微结构的影响 |
| 3.3.3 烧结温度对Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷力学性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 助剂含量对Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 实验原粉配方 |
| 4.2.2 实验过程 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 助剂含量对Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷致密度与物相的影响 |
| 4.3.2 助剂含量对Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷显微结构的影响 |
| 4.3.3 助剂含量对Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷力学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3和Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷刀具的切削性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3陶瓷刀具的切削性能与磨损机理分析 |
| 5.3.2 Si_3N_4-MgO-Y_2O_3陶瓷刀具的切削性能与磨损机理分析 |
| 5.3.3 Si_3N_4陶瓷刀具的制备工艺、显微结构、力学性能与切削性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）高介电低损耗氮化硅基复合材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氮化硅晶体结构和性质 |
| 1.3 氮化硅基复合材料的介电性能研究 |
| 1.3.1 影响介电性能的主要因素 |
| 1.3.2 高温介电性能的研究 |
| 1.4 氮化硅基复合材料的研究现状 |
| 1.4.1 氮化硅基复合材料国外研究现状 |
| 1.4.2 氮化硅基复合材料国内研究现状 |
| 1.5 氮化硅基复合材料烧结方法及影响因素 |
| 1.5.1 氮化硅基复合材料烧结方法 |
| 1.5.2 气压烧结法影响因素 |
| 1.6 本文研究目的与研究内容 |
| 1.6.1 研究目的与意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 主要仪器 |
| 2.3 试样制备 |
| 2.4 性能测试 |
| 2.4.1 密度及显气孔率 |
| 2.4.2 弯曲强度和弹性模量 |
| 2.4.3 介电性能 |
| 2.5 显微结构分析 |
| 2.5.1 X射线衍射分析 |
| 2.5.2 环境扫描电子显微镜分析 |
| 2.5.3 气孔孔径分布及孔隙率分析 |
| 第3章 Y_2O_3对Si_3N_4陶瓷材料烧结性及性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液相烧结过程 |
| 3.3 试样制备 |
| 3.4 Y_2O_3含量对Si_3N_4陶瓷材料密度、气孔率及孔径分布的影响 |
| 3.5 Y_2O_3含量对Si_3N_4陶瓷材料相组成和微观结构的影响 |
| 3.6 Y_2O_3含量对Si_3N_4陶瓷材料力学性能和介电性能的影响 |
| 3.6.1 Y_2O_3含量对Si_3N_4陶瓷材料力学性能的影响 |
| 3.6.2 Y_2O_3含量对Si_3N_4陶瓷材料介电性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 TiO_2对Si_3N_4-TiO_2复合材料性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设计与烧结工艺 |
| 4.3 TiO_2含量对多孔Si_3N_4-TiO_2复合材料性能的影响 |
| 4.3.1 TiO_2含量对多孔Si_3N_4-TiO_2复合材料密度和气孔率的影响 |
| 4.3.2 TiO_2含量对多孔Si_3N_4-TiO_2复合材料相组成的影响 |
| 4.3.3 不同TiO_2含量的多孔Si_3N_4-TiO_2复合材料显微结构 |
| 4.3.4 TiO_2含量对多孔Si_3N_4-TiO_2复合材料力学性能的影响 |
| 4.3.5 TiO_2含量对多孔Si_3N_4-TiO_2复合材料介电性能的影响 |
| 4.4 TiO_2含量对致密Si_3N_4-TiO_2复合材料性能的影响 |
| 4.4.1 TiO_2含量对致密Si_3N_4-TiO_2复合材料密度和气孔率的影响 |
| 4.4.2 TiO_2含量对致密Si_3N_4-TiO_2复合材料相组成的影响 |
| 4.4.3 不同TiO_2含量的致密Si_3N_4-TiO_2复合材料显微结构 |
| 4.4.4 TiO_2含量对致密Si_3N_4-TiO_2复合材料力学性能的影响 |
| 4.4.5 TiO_2含量对致密Si_3N_4-TiO_2复合材料介电性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 钛酸镁对Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设计 |
| 5.3 钛酸镁含量对Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料性能的影响 |
| 5.3.1 钛酸镁含量对Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料密度和气孔率影响 |
| 5.3.2 钛酸镁含量对Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料相组成的影响 |
| 5.3.3 不同钛酸镁含量的Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料显微结构 |
| 5.3.4 钛酸镁含量对Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料力学性能的影响 |
| 5.3.5 钛酸镁含量对Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料介电性能的影响 |
| 5.4 钛酸镁含量对致密Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料性能的影响 |
| 5.4.1 钛酸镁含量对致密Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料密度和气孔率影响 |
| 5.4.2 钛酸镁含量对致密Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料相组成的影响 |
| 5.4.3 不同钛酸镁含量的致密Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料显微结构 |
| 5.4.4 钛酸镁含量对致密Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料力学性能影响 |
| 5.4.5 钛酸镁含量对致密Si_3N_4-MgTiO_3/Mg_2TiO_4复合材料介电性能影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录 |
（10）多孔BN/Si3N4复合陶瓷的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 透波材料概述 |
| 1.2.1 透波材料的性能要求 |
| 1.2.2 透波材料的分类 |
| 1.3 国内外透波材料体系研究发展现状及面对的问题 |
| 1.4 BN/Si_3N_4复合陶瓷材料研究现状 |
| 1.4.1 国内外 BN/Si_3N_4复合陶瓷材料研究现状 |
| 1.4.2 多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的制备方法 |
| 1.4.3 多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的性能研究 |
| 1.5 本文的研究目的、意义及内容 |
| 1.5.1 研究的目的及意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 制备工艺与研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 制备工艺 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 叔丁醇性质 |
| 2.2.3 制备原理 |
| 2.2.4 制备工艺 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 陶瓷粉料的表征 |
| 2.3.2 浆料流变特性 |
| 2.3.3 微观形貌的表征 |
| 2.3.4 差热和热重分析 |
| 2.3.5 傅立叶红外光谱分析(FT-IR) |
| 2.3.6 体积密度的测试 |
| 2.3.7 孔径尺寸及分布的测试 |
| 2.3.8 介电性能分析 |
| 2.3.9 强度测试 |
| 第3章 制备工艺对多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多孔 BN/Si_3N_4陶瓷制备工艺的对比研究 |
| 3.2.1 凝胶注模工艺的参数优化 |
| 3.2.2 结构对比 |
| 3.2.3 性能对比 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 烧结工艺对多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 烧结助剂 Y2O3-Al2O3含量对多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的影响 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 性能表征 |
| 4.3 烧结助剂 SiO2含量对多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的影响 |
| 4.3.1 实验过程 |
| 4.3.2 性能表征 |
| 4.4 烧结温度对多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的影响 |
| 4.4.1 实验过程 |
| 4.4.2 性能表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 BN 颗粒与 BN 晶须对多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料制备工艺 |
| 5.2.1 BN 晶须分散工艺 |
| 5.2.2 BN 晶须除碳工艺 |
| 5.2.3 多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的制备 |
| 5.3 物相组成、气孔率和微观结构对比 |
| 5.3.1 物相组成 |
| 5.3.2 气孔率、孔径分布的对比 |
| 5.3.3 显微结构的对比 |
| 5.4 性能的对比 |
| 5.4.1 力学性能对比 |
| 5.4.2 介电性能对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 多孔 BN/Si_3N_4复合陶瓷的透波机理的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 影响介电性能的主要因素 |
| 6.2.1 气孔率的影响 |
| 6.2.2 组成的影响 |
| 6.2.3 孔结构的影响 |
| 6.2.4 杂质的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 本文的主要创新点 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、AN INVESTIGATION OF GRAIN BOUNDARY PHASES IN Si_3N_4 BY HREM（论文参考文献）
- [1]Si3N4陶瓷SPS制备及微观组织与导热性能研究[D]. 刘巍. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [2]高热导Si3N4基复合材料的制备与性能研究[D]. 李勇霞. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [3]高强韧Si3N4导热陶瓷制备及其组织性能调控[D]. 杨春萍. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [4]基于显微结构调控的高硬高韧氮化硅陶瓷的研究[D]. 于俊杰. 广东工业大学, 2019(03)
- [5]氮化硅陶瓷材料及其球体的疲劳寿命研究[D]. 祁海. 机械科学研究总院, 2014(07)
- [6]稀土添加剂的类型对α-sialon陶瓷组织与性能的影响[D]. 刘春凤. 哈尔滨工业大学, 2007(07)
- [7]稀土改性高强韧高热导氮化硅陶瓷[D]. 鲁欣欣. 广东工业大学, 2020(06)
- [8]含Al2O3-Y2O3和MgO-Y2O3助剂的Si3N4陶瓷刀具材料制备与性能研究[D]. 刘聪. 广东工业大学, 2018(12)
- [9]高介电低损耗氮化硅基复合材料的研究[D]. 顾立. 湖南大学, 2017(07)
- [10]多孔BN/Si3N4复合陶瓷的制备与性能研究[D]. 董薇. 中国建筑材料科学研究总院, 2012(06)