武振飞 李 祯

（1江苏省陶瓷研究所有限公司,宜兴 214221；2咸阳师范学院,咸阳 712000）

0 前言

氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、较高的断裂韧性，以及耐高温、耐腐蚀、耐磨损、热稳定好、化学性质稳定等优良的性能，在现代科学技术和工业领域得到了广泛的应用。但由于氮化硅具有共价键结合程度高、自扩散系数低等特点，难以通过固相烧结使其致密化，所以通常添加一些烧结助剂，利用液相烧结的原理使其达到致密化。目前常用的烧结方法主要有常压烧结、热压烧结、气压烧结和反应烧结等方式。本文通过氮化硅粉埋烧的烧结方法，在空气气氛炉中对氮化硅进行烧结，探究其氧化及致密化的影响因素。

1 实验部分

1.1 实验过程

本实验所采用的初始粉体为α-Si3N4，其平均粒径为1.5 μm，α相含量大于等于92%，纯度为99%；烧结助剂为Y2O3和Al2O3，添加含量为10%，均采用直接引入烧结助剂的方法进行添加。将氮化硅粉体和烧结助剂按各组分配比混合后，以去离子水为溶剂，氧化锆磨球为球磨介质，在球磨机上球磨6 h。把球磨好的浆料放入80℃的烘箱进行干燥，烘干后的粉料在研钵中研磨造粒，并过80目筛，然后进行干压成型，成型压力为90 MPa。成型好的样品在空气气氛炉中进行埋粉烧结，其中埋烧粉为Si3N4。为了确保Si3N4埋烧粉的快速氧化和表面密封，采用较快的升温速率进行烧结。样品先以600℃/h的升温速率加热到900℃，然后再以400℃/h的升温速率加热到1 300℃，然后以250℃/h的升温速率加热到最终烧结温度并进行保温，等烧结完成后随炉冷却降温，得到烧结样品。……