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烧结助剂对氮化硅陶瓷热导率和力学性能的影响
作者: 剑1 谢志鹏1 肖志才2  毅2 
单位:1. 清华大学 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室 北京 100084 2. 常德科锐新材料科技有限公司 湖南 常德 415000 
关键词:氮化硅 气压烧结 热导率 力学性能 显微结构 
分类号:
出版年,卷(期):页码:2020,48(12):1865-1871
DOI:
摘要:

 以氮化硅(α 相≥95%,平均粒径0.5 μm)为原料,添加MgO–Y2O3 为复合烧结助剂,采用气压烧结技术制备了β 相高导热氮化硅陶瓷。研究和讨论了烧结助剂含量和比例对氮化硅陶瓷致密化过程、热导率、力学性能和显微结构的影响。结果表明:当烧结助剂添加量为5%MgO+4%Y2O3 时,使用气压烧结在1 890 ℃烧结2 h,试样的热导率可达到85.96 W·m–1K–1,抗弯强度达到873 MPa,断裂韧性为8.39 MPa·m1/2;在烧结过程中Y2O3 与Si3N4 反应形成化合物固定在晶界处,减少了固溶进氮化硅晶格中氧的含量,起到了净化氮化硅晶格的作用,提高了烧结试样的热导率;过量的MgO 或Y2O3 在烧结过程中形成的化合物残留在晶界处,降低了材料的力学性能和热导率。

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