【 記錄編號 】 367854
【 記錄類型 】 文摘
【 限制使用 】 國內(nèi)
【項目年度編號】 0601680924
【 成果名稱 】 氣-固體系燃燒合成氮化硅基復(fù)相陶瓷的應(yīng)用基礎(chǔ)研究
【 省 市 】 北京
【 分類號 】 TQ174.758.12
【 關(guān)鍵詞 】 氮化硅陶瓷 復(fù)相陶瓷 Si粉 高壓氮氣 燃燒合成 Si<,3>N<,4>粉末 熱等靜壓 氣-固體系
【 成果簡介 】
該項目屬于材料科學(xué)與工程領(lǐng)域，適用于與高技術(shù)陶瓷相關(guān)的產(chǎn)業(yè)及研究開發(fā)部門。該項目系統(tǒng)研究了Si粉在高壓氮氣中燃燒合成Si3N4的工藝，得出了工藝參數(shù)對反應(yīng)過程和產(chǎn)物特征的影響規(guī)律；總結(jié)了Si-N2燃燒反應(yīng)機制和反應(yīng)動力學(xué)。突破了當(dāng)時國際上公認(rèn)的燃燒合成Si<,3>N<,4>的氮氣壓力低限，合成了a-Si<,3>N<,4>含量高達(dá)90wt以上的Si<,3>N<,4>粉末。研究并掌握了制備Si<,3>N<,4>晶須的燃燒合成技術(shù)。在改裝的熱等靜壓機中實現(xiàn)了大尺寸(f120mm′250mm)Si粉坯的完全氮化，并以“后燃燒氮化”解釋了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)特征。提出了活性稀釋劑新概念，并成功地原位反應(yīng)制備出兩種新型復(fù)相陶瓷材料。其解決的主要技術(shù)問題、特點、技術(shù)創(chuàng)新點為：(1)采用合理的Si粉粒度分布和稀釋劑含量等工藝參數(shù)，實現(xiàn)了較低氮氣壓力(<3MPa)條件下的Si粉坯完全氮化。該工藝特點在于有效的避免了反應(yīng)過程中Si粉熔化、團(tuán)聚，保證氣孔連通性，使得Si-N2反應(yīng)以燃燒波形式進(jìn)行。(2)高a相Si<,3>N<,4>粉末的制備，特點在于既要保持高的燃燒溫度以維持燃燒波傳播，又要避免高溫下a→b轉(zhuǎn)變。(3)在改裝的HIP設(shè)備中，實現(xiàn)了大尺寸Si粉坯完全氮化，搞清了“后燃燒氮化”對產(chǎn)物氮化率及微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。(4)掌握了α-Si3N4、b-Si<,3>N<,4>晶須制備技術(shù)，以NH4F作添加劑促進(jìn)α-Si<,3>N<,4>的生長并抑制a→b轉(zhuǎn)變。(5)利用加入活性稀釋劑原位反應(yīng)制備復(fù)相陶瓷，活性稀釋劑既可有效調(diào)節(jié)燃燒反應(yīng)溫度，又能參與燃燒反應(yīng)，得到期望的產(chǎn)物。以上研究結(jié)果為以燃燒合成工藝制備Si<,3>N<,4>陶瓷從理論上和工藝上打下了堅實的基礎(chǔ)，為促進(jìn)該工藝實用化、規(guī)�；骱昧藴�(zhǔn)備。燃燒合成Si<,3>N<,4>粉末是一種低價制備技術(shù)，有利于促進(jìn)Si<,3>N<,4>這一重要陶瓷材料的推廣應(yīng)用。
【 成果類別 】 應(yīng)用技術(shù)
【 成果密級 】 非密
【 獲獎情況 】 1998年度北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎三等獎
【 應(yīng)用行業(yè)碼 】 315
【應(yīng)用行業(yè)名稱】 陶瓷制品制造
【 登 記 號 】 98基-3-010
【工作起止時間】 19910900-19940900
【 完成單位 】 北京科技大學(xué)
【 完 成 人 】 葛昌純；李江濤；曹永革
【聯(lián)系單位名稱】 北京科技大學(xué)
【 聯(lián)系地址 】 北京市海淀區(qū)學(xué)院路30號
【 郵政編碼 】 100083
【 聯(lián)系電話 】 (010)62332893;62332312
【 聯(lián) 系 人 】 葛昌純；李江濤
【成果公布日期】 2007
