【 记录编号 】 367854
【 记录类型 】 文摘
【 限制使用 】 国内
【项目年度编号】 0601680924
【 成果名称 】 气-固体系燃烧合成氮化硅基复相陶瓷的应用基础研究
【 省 市 】 北京
【 分类号 】 tq174.758.12
【 关键词 】 氮化硅陶瓷 复相陶瓷 si粉 高压氮气 燃烧合成 si<,3>n<,4>粉末 热等静压 气-固体系
【 成果简介 】
该项目属于材料科学与工程领域，适用于与高技术陶瓷相关的产业及研究开发部门。该项目系统研究了si粉在高压氮气中燃烧合成si3n4的工艺，得出了工艺参数对反应过程和产物特征的影响规律；总结了si-n2燃烧反应机制和反应动力学。突破了当时国际上公认的燃烧合成si<,3>n<,4>的氮气压力低限，合成了a-si<,3>n<,4>含量高达90wt以上的si<,3>n<,4>粉末。研究并掌握了制备si<,3>n<,4>晶须的燃烧合成技术。在改装的热等静压机中实现了大尺寸(f120mm′250mm)si粉坯的完全氮化，并以“后燃烧氮化”解释了产物结构特征。提出了活性稀释剂新概念，并成功地原位反应制备出两种新型复相陶瓷材料。其解决的主要技术问题、特点、技术创新点为：(1)采用合理的si粉粒度分布和稀释剂含量等工艺参数，实现了较低氮气压力(<3mpa)条件下的si粉坯完全氮化。该工艺特点在于有效的避免了反应过程中si粉熔化、团聚，保证气孔连通性，使得si-n2反应以燃烧波形式进行。(2)高a相si<,3>n<,4>粉末的制备，特点在于既要保持高的燃烧温度以维持燃烧波传播，又要避免高温下a→b转变。(3)在改装的hip设备中，实现了大尺寸si粉坯完全氮化，搞清了“后燃烧氮化”对产物氮化率及微观结构的影响规律。(4)掌握了α-si3n4、b-si<,3>n<,4>晶须制备技术，以nh4f作添加剂促进α-si<,3>n<,4>的生长并抑制a→b转变。(5)利用加入活性稀释剂原位反应制备复相陶瓷，活性稀释剂既可有效调节燃烧反应温度，又能参与燃烧反应，得到期望的产物。以上研究结果为以燃烧合成工艺制备si<,3>n<,4>陶瓷从理论上和工艺上打下了坚实的基础，为促进该工艺实用化、规模化作好了准备。燃烧合成si<,3>n<,4>粉末是一种低价制备技术，有利于促进si<,3>n<,4>这一重要陶瓷材料的推广应用。
【 成果类别 】 应用技术
【 成果密级 】 非密
【 获奖情况 】 1998年度北京市科学技术进步奖三等奖
【 应用行业码 】 315
【应用行业名称】 陶瓷制品制造
【 登 记 号 】 98基-3-010
【工作起止时间】 19910900-19940900
【 完成单位 】 北京科技大学
【 完 成 人 】 葛昌纯；李江涛；曹永革
【联系单位名称】 北京科技大学
【 联系地址 】 北京市海淀区学院路30号
【 邮政编码 】 100083
【 联系电话 】 (010)62332893;62332312
【 联 系 人 】 葛昌纯；李江涛
【成果公布日期】 2007
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