杨安星 鲁丰源 狄玉丽

(西昌学院理学院 四川 西昌 615000)

前言

氮化硅陶瓷在新型陶瓷中占有重要的地位，其具有高温强度及硬度高、蠕变小、耐腐蚀、耐磨损、比重小、热膨胀系数低、断裂韧性高、抗热冲击性好等优点，是制备特种陶瓷弹簧、发热体、切削刀具的材料之一[1-3]。但在制备氮化硅陶瓷材料时，由于氮化硅属强共价键化合物，原子扩散迁移率很低，并且温度在高于1 600 ℃时分解明显，因此纯氮化硅不能通过固相烧结达到致密化，必须加入烧结助剂，利用液相烧结原理来促进氮化硅烧结致密化[4-6]。

在已有研究中，对Y2O3、La2O3、CeO2等稀土氧化物添加的研究比较广泛，而研究方向主要是对热膨胀系数，断裂韧性，致密度等方面的影响，其中Y2O3与La2O3混合添加在提升氮化硅陶瓷致密度，相转变方面效果显著[7-9]，而对Y2O3与CeO2在氮化硅陶瓷硬度性能方面的研究较少。

此外，在各种制备陶瓷的烧结方式中，常压烧结制备具有经济成本低，生产效率高，以及可制备复杂形状部件等优点，成为制备氮化硅陶瓷常用的方法[10]。所以本实验以常压烧结的方法制备陶瓷样品，通过添加单一稀土CeO2、Y2O3于氮化硅陶瓷中，研究其对烧结样品的作用机理和对密度及硬度的影响，并根据研究结果确定混合稀土的添加比例，以此研究复合稀土对氮化硅陶瓷的硬度性能，密度，相转变等产生的影响，以期通过稀土氧化物的混合作用来提高氮化硅陶瓷的性能。

1 实验

1.1 氮化硅陶瓷的制备

实验采用氮化硅粉末(48 μm)为主要原料，MgO为烧结助剂，稀土Y2O3、CeO2(纯度≥99.99%)为添加剂，聚乙烯醇(AR，≥98.0%)为粘结剂。……