MgO-Y₂O₃-Re₂O₃添加对氮化硅陶瓷微观组织及性能的影响

来源期刊：粉末冶金材料科学与工程2019年第6期

论文作者：鲁欣欣 刘伟 李林 李建斌

文章页码：536 - 541

关键词：MgO-Y₂O₃-Re₂O₃;三元添加剂;热导率;抗弯强度;断裂韧性;

摘    要：以α-Si₃N₄为原始粉料,MgO-Y₂O₃-Re₂O₃为烧结助剂,采用热压烧结法制备氮化硅陶瓷。通过阿基米德排水法、XRD、SEM、三点弯曲法、压痕法和激光闪光法分别对氮化硅的致密度、相组成、显微结构、抗弯强度、断裂韧性和热导率进行检测。研究表明:添加Mg O-Y₂O₃-Re₂O₃（Re=Er、Sm、Dy、La、Y、Yb）的样品中,Sm₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃易促使Y₂O₃分别形成第二相Y₂SiO₃、Y₂Si₃O₃N₄和Y₂SiO₅。同时,添加MgO-Y₂O₃-Re₂O₃（Re=Sm、Dy、La、Yb）的Si₃N₄中,长柱状晶均匀地镶嵌在较小的基体晶粒中,起自增强增韧作用,其抗弯强度均在920 MPa以上,断裂韧性均在6.93 MPa·m^1/2以上。与传统二元烧结助剂MgO-Re₂O₃相比,MgO-Y₂O₃-Re₂O₃三元添加剂中Re³⁺半径的改变,对Si₃N₄陶瓷显微结构、抗弯强度及断裂韧性未产生规律性的影响,但其热导率随添加剂Re³⁺半径减小而增大。