Si2N2O及其复合材料的制备和性能
文献类型：学位论文
| 作者 | 童庆丰 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-16 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 周延春 |
| 关键词 | Si2N2O Si2N2O/β-方石英复合材料 Si2N2O/h-BN复合材料 |
| 其他题名 | preparation and properties of Si2N2O and its composites |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | Si2N2O具有低密度、高硬度、高强度、高的分解温度、抗氧化等许多优良的性能，是一种潜在的高温结构陶瓷。最近的第一原理计算表明Si2N2O具有低的介电常数和介电损耗。因此，Si2N2O陶瓷材料综合了良好的力学和介电性能，作为高温天线罩材料有潜在的应用背景。然而，致密的Si2N2O陶瓷材料由于其强的共价键和低的扩散系数难以烧结，并且对其热学、介电和摩擦等性能还没有认识清楚。 基于上述考虑，本论文发展了一种在较低温度下合成高纯致密的Si2N2O材料的方法，并系统研究了合成材料的热膨胀、力学、热震、介电和在水中摩擦磨损等性能。另外，为了进一步改善Si2N2O的介电和其它综合性能，还合成了Si2N2O/β-方石英复合材料和Si2N2O/h-BN复合材料，并系统研究了两种复合材料的性能。得出主要结论如下： 1.以SiO2和Si3N4为原料，Li2CO3为烧结助剂，采用原位热压/液相反应合成了高纯致密的Si2N2O体材料。和其它助剂相比，添加Li2CO3助剂使Si2N2O的合成和烧结温度大大降低，并且缩短了保温时间。合成的Si2N2O材料和添加其它助剂合成的Si2N2O材料具有相近的室温力学性能，并具有低的介电常数和介电损耗。 2.Si2N2O材料与Si3N4球在水中对磨过程中由于形成了超光滑的表面，及水和H4SiO4的边界润滑，表现出极低的摩擦系数和磨损率。 3.原位热压合成了力学和介电等综合性能优良的Si2N2O/β-方石英复合体材料。复合材料中β → α-方石英相变被抑制。 4.以Si3N4、SiO2和BN为原料，Li2CO3为烧结助剂，通过热压方法成功合成了Si2N2O/BN纳米复合材料。复合材料的模量和硬度随着BN含量的增加几乎线性降低，但由于Si2N2O晶粒生长被均匀分散的纳米BN颗粒抑制，弯曲强度没有表现出剧烈下降。BN的引入还显著地提高了Si2N2O的临界热震温度、加工性能和介电性能。 5.由于均匀分散的纳米BN颗粒抑制了晶界的滑移及其表面形成了具有自愈合性能的氧化膜，Si2N2O/BN复合材料表现出比单相Si2N2O材料低的高温强度衰减速率。 6.Si2N2O/30 vol.％ BN复合材料与Si3N4球在水中对磨过程中，由于形成了光滑的表面，表现出极低的摩擦系数和磨损率，但其摩擦系数和磨损率对载荷比较敏感。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 160 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17046]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 童庆丰. Si2N2O及其复合材料的制备和性能[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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