高温高压下氮化硅的相变与力学性能调控

马帅领 崔思雯 李世新 连敏 赵行斌 陶强 朱品文

马帅领, 崔思雯, 李世新, 连敏, 赵行斌, 陶强, 朱品文. 高温高压下氮化硅的相变与力学性能调控[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251060
引用本文: 马帅领, 崔思雯, 李世新, 连敏, 赵行斌, 陶强, 朱品文. 高温高压下氮化硅的相变与力学性能调控[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251060
MA Shuailing, CUI Siwen, LI Shixin, LIAN Min, ZHAO Xingbin, TAO Qiang, ZHU Pinwen. Phase Transition and Mechanical Property Modulation of Silicon Nitride at High Temperature and High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251060
Citation: MA Shuailing, CUI Siwen, LI Shixin, LIAN Min, ZHAO Xingbin, TAO Qiang, ZHU Pinwen. Phase Transition and Mechanical Property Modulation of Silicon Nitride at High Temperature and High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251060

高温高压下氮化硅的相变与力学性能调控

doi: 10.11858/gywlxb.20251060

Phase Transition and Mechanical Property Modulation of Silicon Nitride at High Temperature and High Pressure

  • 摘要: 氮化硅(Si3N4)陶瓷因其独特的物理和化学特性,被认为是一种兼具高可靠性与经济性的新型结构陶瓷。然而,Si3N4具有强共价键,导致传统烧结难以使其致密化。为此,将高温高压烧结技术(HPHT)与MgO-Y2O3双元烧结助剂(Si3N4、MgO、Y2O3的质量比为94:3:3)相结合,实现了高温高压与液相协同烧结。通过设计双层对比实验组装,确保烧结温度相同,进而系统研究了双元烧结助剂对高压下Si3N4的烧结过程、相变行为、微观形貌和力学性能的影响。结果表明:MgO-Y2O3在烧结过程中形成液相,加速α-Si3N4→β-Si3N4的转变,使Si3N4相变的起始温度从1800 ℃降至1650 ℃;同时,高压促进晶粒重排与烧结,成功制备出高致密的Si3N4陶瓷,其中最优样品的维氏硬度达(24.5 ± 1.88) GPa。研究工作为优化Si3N4陶瓷烧结工艺提供了新的有效策略。

     

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  • 网络出版日期:  2025-04-17

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