先进陶瓷材料第七讲 结构陶瓷材料(V)-非氧化物陶瓷材料

-7Р—Р—Р8РScNР2650Р4.2Р—Р—Р—Р—РUNР2650Р13.52Р—Р—Р—Р—Р可能作为结构材料的氮化物陶瓷:?Si3N4、赛隆、AlN、BN、TiN陶瓷材料Р氮化物陶瓷材料Р氮化硅陶瓷Р氮化硅陶瓷概述? 研究历程60年代兴起? 期望的燃气轮机材料? 世界范围内大量的投入、广泛的研究? 从氮化硅陶瓷材料的制备、氮化硅的结晶化学以及氮化硅的物理化学都取得了丰富的成果? 其材料的制备已经不局限于单一的氮化硅? 以氮化硅为基的多种固溶体及复合材料? 形成了较完整的以氮化硅为基的陶瓷领域Р氮化物陶瓷材料Р氮化硅发展简史Р黎明前期 1944年氮化硅粉末合成Р黎明期 1952年反应烧结氮化硅Р成长期 1960-1980 制备工艺形成和完善? 热压烧结、反应烧结氮化硅性能提高? 无压烧结、气压烧结、重烧结、热等静压Р展开期 1980-1990 材料应用? 发动机部件、燃气轮机Р充实期 1990-现在? 1)材料性能进一步提高? 2)提高材料的可靠性、均匀性、重复性? 3)稳定工艺、降低成本? 4)实现产业化Р新热点 1996年—现在? 1)立方氮化硅的合成与研究? 2)高导热氮化硅陶瓷的研究Р氮化物陶瓷材料Р氮化硅的结构? 氮化硅有三种晶型:-Si3N4、-Si3N4、c-Si3N4Р-氮化硅晶体结构中的AB层Р-氮化硅结构的ABAB堆积Р氮化物陶瓷材料Р-氮化硅晶体结构中的ABCD层Р-氮化硅结构中的ABCD堆积Р氮化物陶瓷材料Рc-Si3N4 —立方尖晶石结构?1999年,德国人报导(15GPa, 2000℃合成)? Nature?c-Si3N4 计算性质? 密度:3.873 (比-Si3N4高20-30%)? 弹性模量:300GPa(比-Si3N4高20-30% )? 硬度:大于33GPa? 仅次于立方氮化硼? 金刚石—立方氮化硼—立方氮化硅