发泡对直接氮化制备氮化硅纤维材料显微结构和性能的影响

杜鹏辉，王刚，韩建燊，孙红刚，梁鹏鹏，张琪，李红霞

中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室

摘 要：借助发泡法将气孔引入Si多孔坯体,使坯体的体积分别增加0、1、2、3倍,通过原位氮化工艺制备了氮化硅纤维材料,重点研究了发泡体积倍数对氮化硅纤维材料显微结构和性能的影响。结果表明:（1）发泡法引入气孔后,坯体中存在发泡孔、孔壁窗口、孔壁微孔三种孔结构。提高发泡倍数,试样中气孔率升高,孔壁窗口数量增多,N2易流通,有利于氮化反应的进行。（2）氮化硅纤维只能生长在材料的孔缝部位,引入的气孔为氮化硅纤维提供了足够大的生长空间,反应后试样孔中长满了絮状的氮化硅纤维。随发泡体积倍数增加,试样孔壁中生成的氮化硅由粒状转变为纤维状,形成了氮化硅纤维交织孔壁结构。（3）发泡法引入气孔后,材料的强度由孔壁提供。随发泡倍数增加,试样的气孔率升高,单位面积内孔壁的有效截面减小,导致材料的强度降低。

关键词：氮化硅纤维;发泡倍数;发泡法;强度;