冷冻干燥法制备高气孔率、低介电的Si₃N₄陶瓷

来源期刊：材料导报2020年第4期

论文作者：孙肖坤 孙孟勇 刘小冲 赵娟

文章页码：4025 - 4031

关键词：冷冻干燥法;多孔Si₃N₄陶瓷;低介电;高气孔率;

摘    要：采用冷冻干燥法制备具有低介电、定向双峰孔径分布的多孔Si₃N₄陶瓷,并利用Zeta电位、流变仪研究分散剂种类、含量及pH值对浆料的影响。结果表明:当分散剂为聚丙烯酸铵（NH₄-PAA）且其含量为0.8%（质量分数）,浆料pH值在10左右时浆料的分散效果最好。利用压汞仪、XRD、SEM与矢量网络分析仪研究了粘结剂含量与固相含量对多孔陶瓷微观结构与性能的影响。结果表明:随着粘结剂含量与固相含量的增加,陶瓷的气孔率下降,力学性能增强。当固相含量由15%（体积分数）增加至40%（体积分数）时,气孔率由82.9%降低至40.6%,抗弯强度由（1.2±0.2） MPa增加到（94.7±5） MPa,抗压强度由（2.1±0.5） MPa增加到（314±8） MPa,介电常数由1.5增加至3.7（12.4～18 GHz波段内）。通过冷冻干燥法制备的多孔Si₃N₄陶瓷在过滤、催化剂载体、透波材料等领域具有更广阔的应用。