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无机化工
氮化硅(含LiF-MgO-SiO_2)陶瓷的低温热压烧结
为了研制纤维补强氮化硅复合材料,避免纤维与基体的反应而受到损害,必须使氮化硅的热压处理温度降低到两者共存所允许的程度。添加LiF-MgO-SiO_2可以使氮化硅的热压烧结温度降低到1450℃,而致密度达到理论密度的99%以上。 本文初步探索了含LiF-MgO-SiO_2的氮化硅陶瓷低温热压烧结机理,发现它是适合于R.L.Coble提出的在热压烧结中晶界扩散蠕变过程的。考虑到气孔及模壁对有效压力的影响,同时把晶界层厚度理解为界面液相层厚度,可将该过程的方程调整为: ln(1-ρ)=-K(Wσ_A/T)t+ln(1-ρ_0)其中ρ为相对密度;K是包含有晶界扩散系数的常数;σ_A是外加压力;W是液相层厚度;t是时间;T是绝对温度。 含LiF-MgO-SiO_2的氮化硅的热压烧结实验结果与上述方程所预示的基本吻合,同时也符合于W.D.Kingery的有液相参与下的热压烧结方程。通过这些实验结果的处理,可以认为氮化硅的低温热压烧结可以用溶解-扩散-沉淀过程来说明。而当温度提高时,烧结速率的控制则逐渐从溶解-沉淀向扩散转移。同时,在氮化硅的低温热压烧结过程中,并不必须伴随有α到β氮化硅的相变。在低温热压达到致密化之后,在氮化硅试样中α相仍保留为主相。
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硅酸盐学报
1985年04期
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