论文部分内容阅读
本文采用金属铝粉、金属硅粉和氧化铝粉作为主要原料,采用高温氮化法对原料进行烧结,主要研究烧结助剂、烧结温度和保温时间对试样体积密度、耐压强度、物相组成和显微结构的影响,以确定最优的烧结工艺;采用放电等离子烧结(SPS)法对原料进行烧结,主要研究烧结温度、保温时间和烧结压力对试样体积密度、耐压强度、物相组成和显微结构的影响,以分析烧结进程;通过XRD、SEM和EDS等研究手段进行检测。主要结果如下:添加TiO2烧结助剂,对Al2O3-Al-Si系材料进行高温氮化烧结。研究结果表明,在1500℃保温5h烧结后试样的体积密度为2.86g/cm3、耐压强度为76.94MPa,主晶相为β-Sialon相,还含有少量的刚玉相,试样的结构比较致密,β-Sialon晶粒直径约为1μm,长度约为1-2μtm。添加Fe203烧结助剂,对Al2O3-Al-Si系材料高温氮化烧结的影响:在1500℃保温5h烧成后试样的体积密度为2.92g/cm3、耐压强度为85.44MPa,试样中仅存在晶粒直径约为1μm,长度约为1-2gm的P-Sialon相,试样的结构比较致密。对比两种烧结助剂的作用发现,添加Fe203的试样与添加TiO2的试样相比,体积密度和耐压强度高,β-Sialon相合成量多,材料结构更致密。采用放电等离子体烧结法对Al2O3-Al-Si系材料进行烧结,经1000℃保温6min,40MPa压力烧结后,试样的体积密度为2.27g/cm3,耐压强度为225.3MPa,试样的主晶相为Si相,还含有少量的刚玉相,微观结构显示,试样中含有许多絮状的纤维,这些纤维的化学组成为Si9.29%、Al18.67%、O29.32%、N32.56%,这说明试样中有纤维状氮化物生成。