氮化硅及碳化硅陶瓷復合材料高溫壓縮變形行為的研究.pdf

1、本文采用放電等離子燒結(SPS)法制備了致密的BAS/Si3N4復合材料、SiAlON陶瓷和BAS/SiC復合材料，并在SPS設備中研究了以上材料的高溫壓縮變形行為，并討論了壓縮變形對材料組織與性能的影響規(guī)律。
　　不同 BAS含量的Si3N4復合陶瓷，約在1580℃時開始產生壓縮變形，隨著材料中所含 BAS的量增多，能夠在較低的溫度下實現較快的壓縮變形，最大壓縮變形速率在10-3s-1量級。其中40wt％BAS/Si3N4材料1

2、600℃最大應變速率能達到1.5×10-2s-1，已進入了超塑性變形的范疇。壓縮后材料中的長棒狀β-Si3N4晶粒沿垂直于外力方向的平面擇優(yōu)分布。
　　不同稀土摻雜的5wt%BAS/RE-α-SiAlON陶瓷在1500℃時已開始產生壓縮變形，到達1630℃后能產生最大應變速率，也在10-3s-1量級上。材料的變形能力與其中所含的晶間相團聚相關，其中Yb-SiAlON材料晶間相分布更均勻，從而應變量與應變速率均最小。材料壓縮前后組織

3、形貌無明顯變化，長棒狀α-SiAlON晶粒在壓縮過程中轉動和滑移是實現材料宏觀應變的主要原因。而添加了過量稀土氧化物的Y1010-α-SiAlON陶瓷同樣均在1630℃附近實現了最大壓縮變形速率。其中材料的壓縮變形量和變形速率與所添加的助燒劑的量成正比關系。對Y1010E2材料而言，材料中的晶間相含量很少，未能實現宏觀可見的應變。壓縮過程中，同時伴隨著晶粒的轉動和長大，壓縮后的Y1010E4和Y1010E6材料中的長棒狀α-Si3N4晶

4、粒在直徑和長度方向上均有生長。
　　不同BAS含量的SiC復合陶瓷約在1590℃時變形啟動，同時伴有一個較小的極大壓縮變形速率。在進入1600℃的保溫階段時，40wt%BAS/SiC的壓縮變形速率能達到6.1×10-3s-1。由于BAS/SiC中主要含有等軸狀的α-SiC晶粒，壓縮后材料并未產生各向異性。同時，盡管α-SiC晶粒的尺寸較大，在幾個微米以上，因為等軸狀的晶粒在粘性液相中的移動更容易實現，其壓縮變形能力仍大于含有細小長