王　光，单英春，徐久军

(1.大连海事大学 材料系，辽宁 大连 110626；2.大连海事大学 船机修造工程交通行业重点实验室，辽宁 大连 116026)



高强度β-SiAlON多孔陶瓷的微观结构与力学性能研究*

王光1,2，单英春1,2，徐久军1，2

(1.大连海事大学 材料系，辽宁 大连 110626；2.大连海事大学 船机修造工程交通行业重点实验室，辽宁 大连 116026)

摘要：采用无压烧结技术，以Si3N4、AlN和Al2O3为基体原料，淀粉为造孔剂，外掺5%(质量分数)Y2O3作为烧结助剂，研究淀粉掺量对β-SiAlON(z=2)多孔陶瓷物相组成、微观结构和力学性能的影响规律。研究结果表明，当造孔剂掺量≤60%(质量分数)时，所制备多孔陶瓷的主相均为β-SiAlON，且当淀粉掺量在20%～40%(质量分数)时，气孔内壁形成柱状15R，而当淀粉掺量增加到60%(质量分数)时，气孔内壁则为致密的交错生长的层状12H；β-SiAlON多孔陶瓷的气孔形貌为椭球形，当淀粉掺量为20%(质量分数)时，以独立气孔为主，长轴约为30～80 μm，而当淀粉掺量为60%(质量分数)时，以连通型气孔为主；当气孔率约为40%(淀粉掺量60%(质量分数))时，β-SiAlON多孔陶瓷的抗弯强度为117.3 MPa，是气孔大小相近氮化硅多孔陶瓷抗弯强度的1.5倍。高强度的基体、椭球形的气孔以及致密的交错生长的15R或12H孔壁是使β-SiAlON多孔陶瓷具有高强度的主要原因。

关键词：多孔陶瓷；β-SiAlON；物相组成；微观结构；力学性能

0引言

氮化硅基陶瓷因其低密度、高强度、高硬度、耐磨损、抗氧化、耐化学腐蚀、耐有色金属熔融液腐蚀等优点，被认为是最具有应用前景的高温结构陶瓷之一[1-2]。氮化硅基多孔陶瓷具有质量轻、比表面积高、切削加工性能好和热膨胀系数低等优点[3]，被广泛运用在气体和熔融液体过滤器、热绝缘体、催化剂载体和雷达天线罩材料等方面[7]。……