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选用β-Si₃N₄粉体代替传统的SiO₂填料与环氧树脂复合, 制备新型高导热电子模塑料. 初步研究了单独添加β-Si₃N₄及与SiO₂复合添加对复合材料导热性能的影响. 结果表明: β-Si₃N₄粉体可以显著提高复合材料的导热性能, 当填充率达到50vol%时, β-Si₃N₄填充复合材料热导为SiO₂填充复合材料的约3.8倍. 并在实验基础上, 探讨了复合材料的热导率计算模型, 给出了单一填充和复合填充复合材料的Agari热导率计算模型表达式及相关参数.

关键词: β-Si₃N₄ , SiO₂ , electric molding composite , thermal conductivity

β-Si3N4在含碳材料中转化为SiC的研究

陈俊红 , 孙加林 , 占华生 , 刘晓光 , 洪彦若

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.02.005

以β-Si3N4及活性炭黑为原料,按照两者质量比为3:1制成试样.在埋炭条件下,将试样分别在1480℃、1500℃、1550℃和1600℃保温3 h热处理.利用SEM、EDS及XRD等检测方法,结合热力学分析,研究了高温状态下β-Si3N4在含碳耐火材料中的稳定性以及作为过渡相向碳化硅的转化.结果表明:在该试验条件下,β-Si3N4在含碳材料中将作为过渡相向SiC转化,明显的转化温度＞1500℃,1600℃仍存在较多未转化的氮化硅;氮化硅颗粒与炭黑的反应主要从接触面开始,然后向内逐步推进;β-Si3N4的粒度对其转化率影响较大.

关键词: β-Si3N4 , 含碳材料 , SiC , 相转化

低氧分压下β-Si3N4制品的氧化烧结

张玲 , 李福燊 , 薛文东 , 孙加林 , 李志坚 , 鲁雄刚 , 盛开勋

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.05.011

以闪速燃烧氮化法合成的β-Si3N4粉为主要原料,在w(β-Si3N4粉)为80%、w(α-Al2O3粉)和w(Y2O3粉)分别为10%的混合粉料中,外加3%金属铝粉,混练、成型后,在1 600℃的弱氧化气氛(氮气中配入体积分数分别为0、10%、20%、30%的空气)中实现了β-Si3N4制品的逆氮化反应烧结.结果表明:空气配入量为10%时,得到的Si3N4烧结体指标较好;金属铝粉首先发生氧化,新生成的高活性Al2O3可促进烧结的进行;弱氧化气氛烧成时,通过氧分压来控制氧化物的生成量,既避免了Si3N4的过度氧化,又形成了活性烧结.

关键词: β-Si3N4 , 低氧分压 , 氧化 , 烧结

β-Si3N4对MgO-C砖高温性能的影响

王林俊 , 孙加林 , 洪彦若

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2003.02.010

研究了β-Si3N4对镁碳砖高温性能的影响及其作用机理.研究表明:由于β-Si3 N4呈针状结构,热膨胀系数低,对多数熔渣和金属的润湿性小,加入β-Si3N4的镁碳砖,其高温抗折强度提高,热膨胀率降低,抗渣侵蚀性提高;另外,在反应层与原砖层之间发现有富硅层形成,这有利于抑制石墨和氮化硅的氧化以及渣的渗透.

关键词: β-Si3N4 , MgO-C砖 , 抗氧化剂 , 高温性能

工艺参数对自蔓燃制备氮化硅粉体的影响

李金富 , 李康 , 王拥军 , 燕东明 , 段关文

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.02.007

采用自蔓燃高温合成方法(self-propagating high-temperature synthesis,简称SHS)合成氮化硅粉体,分析了自蔓燃高温合成氮化硅过程中氮气、温度、稀释剂与孔隙率等方面的影响.采用XRD研究相的组成,用SEM观察粉末的显微结构.研究结果表明:只要控制反应中的工艺参数,就可以采用自蔓燃得到不同相含量的Si3N4粉体;考虑到燃烧温度(Tcom),在氮化硅粉体的合成过程中,涉及到3个反应机制:低温机制,中温机制,高温机制;氮气压力下硅粉的自蔓燃合成反应,必须要引入Si3N4稀释剂,来控制反应温度和反应速度,获得不同相含量的粉体;NH4Cl在反应中分解,为反应提供了NH3,并与硅粉反应;压坯气孔率控制在30%～70%,否则反应不能进行.SHS法可以制备纯度很高的氮化硅粉体.此法较传统方法合成的氮化硅设备简单,成本低廉,纯度高,填充性好,烧结活性好.

关键词: 自蔓燃高温合成 , 燃烧温度 , α-Si3N4 , β-Si3N4

β-Si3N4陶瓷热导率的研究现状

范德蔚 , 张伟儒 , 刘俊成

硅酸盐通报

β-Si3N4陶瓷具有较高的热导率(200～320 W·m-1·K-1),在高速电路和大功率器件散热及封装材料等领域展现了良好的应用前景,并引起广泛关注.基于氮化硅陶瓷导热机理,本文阐述了影响β-Si3 N4陶瓷热导率的因素,并从原料的选取、烧结助剂的选择、晶种的引入和工艺控制四个方面,介绍了国内外提高其热导率的研究进展.

关键词: β-Si3N4 , 热导率 , 因素 , 方法

β-Si3N4及添加β-Si3N4的α-Si3N4的气氛加压烧结

张宝林 , 庄汉锐 , 罗新宇 , 李文兰

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.1999.02.008

介绍了β-Si3N4及添加β-Si3N4的α-Si3N4的气氛加压烧结,β-Si3N4在GPS中具有不低于α-Si3N4的烧结活性,而且陶瓷显微结构更容易调节.由GPS β-Si3N4制备的陶瓷材料晶粒比较均匀,具有较高的力学性能,尤其是高的韦泊模数.添加于α-Si3N4中的β-Si3N4对陶瓷材料显微结构具有明显的调控作用.

关键词: 气压烧结 , β-Si3N4 , 显微结构 , 力学性能

高温自蔓延燃烧合成的β-Si3N4粉体的烧结

蒋久信 , 王佩玲 , 程一兵 , 陈卫武 , 庄汉锐 , 严东生

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.06.036

研究了MgO,Al2O3和Y2O3作为烧结助剂对高温自蔓延工艺合成(SHS)的β-Si3N4粉料烧结过程的影响.结果发现,MgO是较为有效的烧结助剂,当其加入量为10wt%时,试样在1600℃下热压烧结能基本实现致密化.对试样的XRD分析表明,除了加入的Al2O3与β-Si3N4反应生成β-Sialon外,其他烧结助剂都不与β-Si3N4反应,只存在于玻璃相中.添加MgO的试样具有较高的力学性能.最后,对材料的显微形貌进行了SEM观察.

关键词: 高温自蔓延合成(SHS) , β-Si3N4 , 烧结过程 , 烧结助剂 , 力学性能

β-Si3N4/环氧树脂电子模塑料的导热性能研究

祝渊 , 陈克新 , 金海波 , 傅仁利

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.06.038

选用β-Si3N4粉体代替传统的SiO2填料与环氧树脂复合,制备新型高导热电子模塑料.初步研究了单独添加β-Si3N4及与SiO2复合添加对复合材料导热性能的影响.结果表明:β-Si3N4粉体可以显著提高复合材料的导热性能,当填充率达到50vol%时,β-Si3N4填充复合材料热导为SiO2填充复合材料的约3.8倍.并在实验基础上,探讨了复合材料的热导率计算模型,给出了单一填充和复合填充复合材料的Agari热导率计算模型表达式及相关参数.

关键词: β-Si3N4 , 二氧化硅 , 电子模塑料 , 热导率