磷酸盐结合氮化硅多孔陶瓷的孔隙结构控制与化学结合机理

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:pzpsxf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Si3N4多孔陶瓷是一种新型结构陶瓷材料,具有力学、热学和介电等优异的综合性能,可以应用于化工、能源、电子、航空航天、环保等领域。以a-Si3N4为主相的Si3N4陶瓷具有优异的介电性能,作为航天航空领域的透波材料受到了广泛的关注。为制备高孔隙率、高强度的a-Si3N4多孔陶瓷,本文采用添加造孔剂法,并以磷酸盐作为粘结剂,利用其化学粘结机制,通过低温常压烧结技术制备了具有高孔隙率且孔隙结构可控的具有优异力学和介电性能的α-Si3N4多孔陶瓷材料,并通过不同磷酸盐与Si3N4的结合强度分析其化学结合机理。选择分别在ZrP2O7生成温度前后排除的萘粉和淀粉作为造孔剂,通过常压烧结技术低温制备ZrP2O7结合a-Si3N4多孔陶瓷材料。通过对材料的孔隙率、收缩率、物相结构和微观结构的研究分析造孔剂含量和烧结温度对材料孔隙结构的影响。结果表明:通过加入淀粉和萘粉作为造孔剂可以制备出孔隙率30~70%,具有分级孔结构且近零收缩的ZrP2O7结合a-Si3N4多孔陶瓷材料。造孔剂的加入可以有效地提高孔隙率范围,而烧结温度对材料的孔隙结构影响不明显。通过添加造孔剂法制备得到不同孔隙结构的高孔隙率的ZrP2O7结合Si3N4多孔陶瓷,研究孔隙结构对材料抗弯强度和介电性能的影响。结果表明:材料的抗弯强度为10~100MPa,介电常数为2.3-4.5。孔隙率和孔径对材料的性能影响显著,随孔隙率的增加,孔径的增大材料的抗弯强度和介电常数明显降低。选择具有不同化合价的氧化物Al2O3、ZrO2和SiO2为原料,其与磷酸反应得到的磷酸盐作为粘结剂制备不同磷酸盐结合Si3N4陶瓷。通过研究磷酸盐含量对物相结构、孔隙结构和力学性能的影响,分析其化学结合机理。结果表明:磷酸盐与Si3N4是通过低温下化学反应形成的具有网状结构磷酸盐结合的,结合强度主要受到磷酸盐晶体结构和聚合度的影响。
其他文献
本文利用桥联双β-酮亚胺配体 O[C6H4-2-N=C(CH3)CH2C=O(C6H5)]2(L1H2), O[C6H4-2-N=C(CH3)CH2C=O(CF3)]2(L2H2)和[CH2OC6H4-2-N=C(CH3)CH2C=O(C6H5)]2(L3H2)为辅助配体,合成了
高效液相色谱(HPLC)经过30多年的发展,在色谱理论研究、仪器研制水平、分析实践应用等方面都已取得很大的进步。从最初的层析法到经典的液相色谱,再到今天结合了经典液相色谱
能量转换效率是聚合物太阳能电池的关键的参数之一。决定器件效率的主要因素为活性层/电极界面的优化以及活性层中相分离尺度的调控。本文从以上两方面入手,分别通过电极界面
能量密度高、体积小、重量轻、循环寿命长的锂离子二次电池在电子产品、电动工具和电动汽车等领域得到了广泛的应用。当前锂离子二次电池使用的主流正极材料是钴酸锂LiCoO_2,由于其容量利用率低、成本高,且废弃后对环境有有害的影响,因此很难被大型锂离子电池所采用。因此,相对容量高、价格低廉的Li_2MnO_3-LiMO_2固溶体材料引起了科研工作者的重视。但是Li_2MnO_3-LiMO_2存在着初期比容
石英晶体微天平(QCM)是一种对质量变化高度敏感的化学传感器,具有灵敏度高,无需标记处理、可原位,实时监测界面过程的优点,在界面传质过程研究中获得了广泛的应用。本论文先介绍
主族金属卤化物和硫化物因为丰富的拓扑结构及优良的性质(如光电、荧光、催化和离子交换等)被广泛地应用于科技和生活中,如主族金属卤化物被用在钙钛矿光电材料上,多孔主族金属硫