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β-si3n4涂层辅助定向生长高效多晶硅的研究

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特种铸造及有色合金 2019年第8期39卷 823-827页

作者：糜长成蔡延焕周兵董慧戚凤鸣黄新明南京工业大学材料科学与工程学院东海晶澳太阳能科技有限公司

si3n4是铸造多晶硅锭常用的脱模材料,颗粒状的α相与棒状的β相是si3n4涂层中常见的两种生成相。石英坩埚底部铺设的si3n4涂层严重影响着晶体品质。采用α,β两种不同主导相的si3n4制作涂层。结果表明,β相主导的si3n4涂层,可以提高脱... 详细信息

si3n4是铸造多晶硅锭常用的脱模材料,颗粒状的α相与棒状的β相是si3n4涂层中常见的两种生成相。石英坩埚底部铺设的si3n4涂层严重影响着晶体品质。采用α,β两种不同主导相的si3n4制作涂层。结果表明,β相主导的si3n4涂层,可以提高脱模和引晶效果,降低硅锭底部红区高度。

关键词： α-si3n4 β-si3n4 主导相引晶脱模

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比表面积对β-si3n4与siO2反应生成si2n2O的影响

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稀有金属材料与工程 2009年第S2期38卷 1218-1221页

作者：陈俊红高武斌孙加林薛文东李勇北京科技大学

以铁合金行业的副产物-硅微粉(siO2≥90%,质量分数)和闪速燃烧合成的β-si3n4(β-si3n4≥95%,质量分数)为原料,按质量分数β-si3n4:siO2=2:1的比例,分别将比表面积为1.19,1.67,2.48m2/g的β-si3n4与siO2均匀混合、成型,分别经1300、1400、1500、1600℃,3h埋碳(不接触碳)热处理,并对自然冷却后试样进行XRD、SEM分析。结果表明,β-si3n4与siO2从1300℃开始缓慢反应生成si2n2O,随温度升高到1500℃以上时si2n2O反应速度明显加快;在1300、1400℃,反应以固-固反应为主,β-si3n4的比表面积对si2n2O生成量的影响越大,比表面积大则si2n2O生成量较高;在1500℃以上时,随着硅微粉收缩、液化,将β-si3n4包裹、胶结到一起,反应方式以固-液反应为主,反应速度明显加快,加速了si2n2O的形成,β-si3n4的比表面积对si2n2O生成量的影响不明显。

关键词：比表面积 β-si3n4 硅微粉 si2n2O

β-si3n4掺杂与表面吸附体系的第一性原理研究

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β-Si3N4掺杂与表面吸附体系的第一性原理研究

作者：高绪兰州理工大学

学位级别：硕士

氮化硅(sin)作为一种工程实践中广泛应用的陶瓷材料,其具有耐高温、耐磨损和抗氧化等优异性能,同时,有宽达4.5eV左右的禁带宽度,通过掺杂可有效调节禁带宽度,亦可改善体系的光学性能,使其在微电子及光电材料领域有着巨大的应用前景。目... 详细信息

氮化硅(sin)作为一种工程实践中广泛应用的陶瓷材料,其具有耐高温、耐磨损和抗氧化等优异性能,同时,有宽达4.5eV左右的禁带宽度,通过掺杂可有效调节禁带宽度,亦可改善体系的光学性能,使其在微电子及光电材料领域有着巨大的应用前景。目前,关于β-sin的研究主要聚焦在利用各种化学气相沉积方法来制备微纳尺度的线、棒和薄膜,由于实验条件的限制,一些后续性能测试等工作较难实现。基于此,本工作利用第一性原理计算对β-sin掺杂与吸附体系的电子结构和光学性能进行研究,具体工作内容如下:1.对β-sin以及第Ⅳ主族元素C、Ge、Sn和Pb掺杂前后体系的光学性质以及电子结构进行计算,结果发现:Ge掺杂体系的结构稳定性较强;带隙分别为2.901eV、4.190eV、3.188eV、1.599eV,其中以C、Pb掺杂体系带隙的降低程度较大,是由于C-p与si-p轨道电子以及Pb-p与n-p轨道电子的杂化作用所导致的;Sn掺杂体系具有最高的介电损耗,将会降低生产实践中的使用寿命,而C和Ge掺杂体系在低能区呈现出低介电损耗的特点,这些优势对其在电介质材料领域的应用十分有利。2.采用第Ⅲ、Ⅴ主族元素对β-sin进行掺杂,形成能计算结果表明掺杂体系的稳定性强弱顺序为Ga>As>Al>P;As和P掺杂体系的带隙分别降低到0.950eV、1.922eV,说明“自由电子”载流子对体系的导电过程贡献相对较大;从差分电荷密度图可知,成键的共价性强弱顺序为Al-nn与si-P>si-As,与计算的键布居规律相吻合。对共掺杂体系而言,Ga-P共掺体系结构稳定性良好,第Ⅲ主族元素与P原子形成共掺体系的结合能小于与As原子形成的共掺体系,这说明P的介入对体系稳定性的贡献要比As原子大;Al、Ga、As单掺体系的静态介电常数及低能区的介电损耗增大,在作为电介质材料应用过程中会缩短材料的使用寿命,而P掺杂体系拥有较低的介电常数与介电损耗,有利于材料获得较长的服役期限及较低的能量损耗;各共掺体系的静态介电常数急剧增大,这会扩展其在介电材料领域的使用范围;同时拥有较单掺体系更低的吸收谱与反射谱峰值,能量损失亦较小,表明共掺体系在减反射膜及透波材料方面的应用具有更大潜力。3.利用DFT+U模拟方法考察β-sin(200)面吸附3d过渡金属元素(Ti、Mn、Fe、Co、ni、Cu)体系的表面性能,结果表明:Ti、ni、Co吸附体系的稳定性较高,而Mn、Fe、Cu吸附体系则较弱;吸附原子与n原子成键方向上电子缺失程度变弱,导致离子性有所增强,与n成键的共价性强弱顺序为:Ti>Mn>Fe>Co>ni>Cu,符合各键布居值的演变规律;吸附体系的介电损耗与静态介电常数整体上随吸附原子的离子半径增加呈现出先增大后减小的趋势;介电常数在低能区主要来源于[010]极化方向的贡献,导致表面体系的性质呈现出一定程度的各向异性;紫外光区域光波呈现明显的“壁垒型”性质,即拥有该波长范围的光波难以通过;在可见光部分39080nm(光子能量范围1.59.18eV),吸附体系的吸收系数均较小,体系展现出较强的“允通型”性质;在近红外光区域内(波长>760nm,光子能量范围为0.632eV),Mn吸附体系出现一个较为矮小的吸收峰,表明体系对长波有一定吸收能力,使其应用覆盖长波吸收材料领域。

关键词： β-si3n4 电子结构光学性能掺杂表面吸附第一性原理

β-si3n4表面吸附体系的密度泛函理论研究

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β-Si3N4表面吸附体系的密度泛函理论研究

作者：王玲湘潭大学

学位级别：硕士

近年来,随着计算硬软件的飞速发展,量子化学在材料表面吸附方面的研究得到快速的发展。本文用量子化学密度泛函理论方法在6-31G基组水平上计算了β–sin(0001)面与小分子之间吸附。主要的研究体系有β–sin(0001)面与HO之间的吸附;β–S... 详细信息

近年来,随着计算硬软件的飞速发展,量子化学在材料表面吸附方面的研究得到快速的发展。本文用量子化学密度泛函理论方法在6-31G基组水平上计算了β–sin(0001)面与小分子之间吸附。主要的研究体系有β–sin(0001)面与HO之间的吸附;β–sin(0001)面的弛豫及弛豫的β–sin(0001)面与水和醇之间的吸附;β–sin(0001)面与O之间的吸附。首先,用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法对HO在β–sin(0001)面上的吸附进行研究,用H饱和原子簇模拟β–sin(0001)表面,在6–31G水平上计算了常温常压下HO分子在β–sin(0001)表面的吸附构型和吸附能及电荷变化,同时考察了温度、压强及预吸附BH对吸附体系的影响。结果表明:HO分子通过H原子吸附在β–sin(0001)面上的n原子顶位时最有利。当温度为100℃,压强分别为3×10～10×10 Pa时,吸附能为189.6 kJ/mol,与常温常压体系相比,吸附能增加了57.2 kJ/mol,吸附后O-H键拉长,可能发生解离。在BH修饰过的β–sin(0001)表面上,由于预吸附导致吸附能减少。其次,采用DFT/B3LYP方法研究了β–sin(0001)的弛豫构型,并对水、甲醇、乙醇及乙二醇在弛豫表面的可能的吸附构型进行了优化计算。对于水吸附而言最稳定的吸附方式为水分子通过氢吸附在弛豫的β–sin(0001)上的n3上。对于醇吸附而言最稳定的吸附方式为醇分子中羟基上的氢吸附在弛豫的β–sin(0001)上的si2和n3的连线中心。通过对四种吸附的吸附能,吸附键长及吸附前后电子转移的比较,可以得知相对与水而言醇较易吸附在弛豫的β–sin(0001)上。最后,在密度泛函理论(DFT/B3LYP)的框架下,采用H饱和簇模型研究了1200℃时O在β- sin(0001)面的吸附。从吸附能来看,当O分子中心吸附在si2原子的顶位且O-O连线平行于表面时吸附最稳定。与自由O相比,吸附后的O-O较易于离解。吸附后由底物转移到O上的电子主要填充在反键轨道上,从而削弱了O-O键,导致了O-O键的拉长。吸附后O-O键重叠布居及振动频率的变化趋势与O-O键长变化趋势一致。由化学吸附能及较短的吸附键长可以得知β- sin(0001)在1200℃时较易发生氧化。为了进一步阐明温度对吸附体系的影响,我们还计算了1300℃,1400℃,1500℃,1600℃时的吸附情况,从吸附能、吸附键长及吸附后的O-O键长我们可以看出,当温度在1200℃～1600℃范围时,温度越高β- sin(0001)面越容易发生氧化。通过量子化学的理论和方法研究了β–sin表面的吸附机理,从微观理论上解释了氮化硅陶瓷的润滑和氧化机理,为实验提供了理论指导。

关键词： H2O O2 醇 β-si3n4 吸附表面密度泛函理论(DFT)

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低氧分压下β-si3n4制品的氧化烧结

耐火材料 2008年第5期42卷 362-364页

作者：张玲李福燊薛文东孙加林李志坚鲁雄刚盛开勋北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 辽宁科技大学上海大学海城市托田炉料有限公司

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... 详细信息

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sin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

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掺杂氮化硅（β-si3n4）陶瓷电子结构及性能的第一性原理研究

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掺杂氮化硅（β-Si3N4）陶瓷电子结构及性能的第一性原理研究

作者：龙敏重庆理工大学

学位级别：硕士

氮化硅陶瓷是一种非常有前景的高功率电子器件基板材料,具有高强度、高热导率、低热膨胀系数等特点,广泛应用于LED照明、激光通信、消费电子等领域。氮化硅属于高共价化合物,需要合适的掺杂才能获得力学可靠、高热导率的氮化硅陶瓷。目... 详细信息

氮化硅陶瓷是一种非常有前景的高功率电子器件基板材料,具有高强度、高热导率、低热膨胀系数等特点,广泛应用于LED照明、激光通信、消费电子等领域。氮化硅属于高共价化合物,需要合适的掺杂才能获得力学可靠、高热导率的氮化硅陶瓷。目前掺杂对氮化硅陶瓷力学性能及热导率影响的研究大多偏向实验方面,受测试手段和实验条件的制约,难以从原子、电子尺寸上研究掺杂对氮化硅结构与性能的影响。因此,本文从电子结构层面出发,对β-sin晶体和掺杂β-sin晶体进行第一性原理研究,尝试分析掺杂对β-sin晶体力学性能和导热性能的影响规律,为氮化硅陶瓷研究及应用提供理论参考。本文采用第一性原理方法计算β-sin晶体和第四主族元素（4G=C、Ge、Sn、Pb）、第四周期过渡元素（4P=Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、ni、Cu、Zn）、第五周期过渡元素（5P=Zr、nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）掺杂β-sin晶体的生成焓、结合能、能带结构、态密度、Mulliken布居数和弹性常数,考察掺杂对β-sin晶体热力学稳定性、电子结构、力学性能和导热性能的影响规律,主要研究结论如下:1.β-sin晶体和第四主族元素掺杂β-sin晶体均具有热力学稳定性和力学稳定性。β-sin晶体和掺杂β-sin晶体均为间接半导体,C、Ge、Sn、Pb掺杂降低其带隙。si、C、Ge、Sn与n间存在电荷转移和电子轨道杂化现象、形成离子键和共价键,C与n键的共价性最强,Ge、Sn、Pb与n形成共价键的强度随着掺杂原子核外电子层数增多而降低,Pb与n形成反键。β-sin晶体属于韧性材料,其泊松比和Pugh值分别为0.271和1.850,具有高弹性模量和高晶格热导率,其体积模量、剪切模量、杨氏模量和晶格热导率分别为234.2 GPa、126.6 GPa、321.8 GPa和149.5 W/（m·K）。第四主族元素掺杂降低β-sin晶体的弹性模量和晶格热导率,C、Sn掺杂增强其韧性,Ge、Pb掺杂降低韧性。其中,C掺杂β-sin晶体韧性最佳,其泊松比和Pugh值分别为0.277和1.907,体积模量、剪切模量、杨氏模量和晶体热导率较高,分别为228.5 GPa、119.8 GPa、305.9 GPa和137.7 W/（m·K）。2.第四周期过渡元素掺杂β-sin晶体具有热力学稳定性和力学稳定性。掺杂原子与n间存在电荷转移和电子轨道杂化现象,掺杂原子与n形成离子键和共价键。Ti、V、Cr、Mn、Co、ni、Cu、Zn掺杂降低β-sin晶体的离子键和共价键强度降低,其共价键强度随着掺杂原子核外电子增多而降低,Fe掺杂β-sin晶体共价键的强度最小。第四周期过渡元素掺杂使β-sin晶体的韧性增强、体积模量和晶格热导率降低。其中,Fe掺杂β-sin晶体韧性最好,其泊松比和Pugh值分别为0.305和2.236,体积模量、剪切模量、杨氏模量和晶体热导率较高,分别为224.2 GPa、100.3 GPa、262.0 GPa和105.3 W/（m·K）。3.第五周期过渡元素掺杂β-sin晶体具有热力学稳定性和力学稳定性。掺杂原子与n间存在电荷转移和电子轨道杂化现象,掺杂原子与n形成离子键和共价键。Zr、nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd掺杂降低β-sin晶体的离子键和共价键强度,其共价键强度随着掺杂原子核外电子增多而降低,Ag掺杂β-sin晶体共价键强度最小。第五周期过渡元素掺杂使β-sin晶体的韧性增强、弹性模量和晶格热导率降低。其中,Tc掺杂β-sin晶体韧性最佳,其泊松比和Pugh值分别为0.318和2.411,体积模量、剪切模量、杨氏模量和晶体热导率较高,分别为223.3 GPa、92.6 GPa、244.1 GPa和92.0 W/（m·K）。4.对第四主族元素、第四周期过渡元素、第五周期过渡元素掺杂β-sin晶体进行分析发现,第四周期过渡元素、第五周期过渡元素掺杂比第四主族元素掺杂更利于β-sin晶体韧性的提高。其中,Tc掺杂β-sin晶体的韧性最佳,其弹性模量和热导率较高,Tc掺杂有利于得到力学可靠、高热导率的氮化硅陶瓷。

关键词： β-si3n4 第一性原理电子结构力学性能晶格热导率

si/β-si3n4/siO2三元体系的高温润湿及熔渗行为

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Si/β-Si3N4/SiO2三元体系的高温润湿及熔渗行为

不同单一添加剂对生成自增韧用长柱状β-si3n4的影响

第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

作者：王庆虎李亚伟李江涛江雷贺刚潘丽萍省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉科技大学高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心武汉科技大学中国科学院理化技术研究所

光伏级si的熔炼容器是含α-sin涂层的石英坩祸（siO）。α-sin涂层作为脱模剂,发挥界面应力释放作用,能有效避免si锭/坩埚的粘连。相比于α-sin,β-sin具有相同的化学组分和更高的结构稳定性,且价格低3～5倍,是极具潜力的涂层候选材料... 详细信息

光伏级si的熔炼容器是含α-sin涂层的石英坩祸（siO）。α-sin涂层作为脱模剂,发挥界面应力释放作用,能有效避免si锭/坩埚的粘连。相比于α-sin,β-sin具有相同的化学组分和更高的结构稳定性,且价格低3～5倍,是极具潜力的涂层候选材料。因此,急需以β-sin为涂层材质,开展系统、深入研究,探明"si熔体/β-sin涂层/石英基板"三元体系的高温润湿/渗透行为。基于此,采用高温座滴测试技术和显微结构分析方法,系统研究了si液滴分别在α-sin涂层、β-sin涂层、siO修饰β-si3n4 （β-sin@siO）涂层表面的界面润湿/渗透行为。结果表明,润湿性转变（不润湿→润湿）和渗透在所有涂层中普遍发生;β-sin涂层较α-sin涂层的不润湿持续时间极短、渗透严重。但是,与β-S i3n4涂层相比,β-sin@siO涂层展示了显著延长的不润湿持续时长和有效滞后的渗透现象。上述润湿/渗透的差异与各涂层中的氧和脱氧反应密切相关。这一结果,澄清了业内长期存在的"β-sin能否用作脱模剂"的疑惑,为光伏级硅冶炼用β-sin涂层的设计和制备提供了理论指导。

关键词：润湿行为渗透硅 β-si3n4

来源： cnki会议评论

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不同单一添加剂对生成自增韧用长柱状β-Si3N4的影响

第十三届全国高技术陶瓷学术年会

作者：郭钢锋杨晓战李建保冯万栋清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室

对于氮化硅陶瓷材料的增韧较为有效的方法主要有颗粒弥散增韧、相变增韧、晶须补强增韧和自增韧。颗粒弥散增韧的典型研究是sin/si C复相陶瓷的研究。但从研究结果看颗粒弥散增韧有一定的局限性,而且增韧效果不显著。相变增韧是以氧化... 详细信息

对于氮化硅陶瓷材料的增韧较为有效的方法主要有颗粒弥散增韧、相变增韧、晶须补强增韧和自增韧。颗粒弥散增韧的典型研究是sin/si C复相陶瓷的研究。但从研究结果看颗粒弥散增韧有一定的局限性,而且增韧效果不显著。相变增韧是以氧化锆作为氮化硅陶瓷的一种添加剂,它在应力诱导下将发生由四方相向单斜相的转变,从而在裂纹尖端周围产生非弹性变形的区域,使陶瓷材料的韧性得以提高。然而,相变增韧是结构与温度敏感的,在高温情况下会失去其增韧效果。晶须补强增韧是近十几年来研究较多的有效增韧手段之一。七十年代以后,高性能的陶瓷纤维和晶须的问世,给陶瓷材料的发展带来了良好的契机。si C晶须的强度高、弹性模量大、热稳定性好,而且与氮化硅具有良好的物理化学相容性,所以,在氮化硅陶瓷材料的增韧上它成为首选的增韧添加剂,它的实际应用使材料的性能得到了很大的改善。然而由于si C的存在使得分散工艺变得复杂、烧结致密度下降和相容性等方面的问题使得晶须增韧氮化硅陶瓷材料要得到实际的推广应用尚有一些问题有待于解决。自增韧氮化硅陶瓷是在合理选择成分和工艺的情况下,使氮化硅陶瓷在烧结中生长出柱状的β-sin晶粒而得到的一种陶瓷材料。这种柱状的β-sin晶粒有晶须的外形,因而可以具备晶须的种种增韧机制,却免去了使用晶须在工艺上造成的困难,是一种简便易行,经济合理,效果显著的增韧方法。这种方法已日益受到人们的关注,已经成为提高氮化硅陶瓷断裂韧性的新途径。正是因为大长径比的β-sin长柱状晶粒越来越多氮化硅陶瓷增韧的主要手段。为了在烧结中生长出这种具有大长径比的柱状β-sin,选择一种合理的添加剂是十分重要的。本文研究了不同单一稀土作为这种烧结助剂对生成这种长柱状β-sin的影响,同时和添加单一Mg O作为添加剂的情况作了对比。主要研究了不同单一添加剂对所生成的β-sin形貌、晶粒尺寸以及成分的组成所产生的不同影响。

关键词：氮化硅陶瓷 β-si3n4 添加剂稀土

来源： cnki会议评论

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si3n4复合陶瓷的增韧方法及其机理研究

Si3N4复合陶瓷的增韧方法及其机理研究

作者：李淳伟中南大学

学位级别：硕士

随着现代科学技术的发展,对材料性能的要求越来越高,在航空航天、核反应堆等领域,高强、高硬以及具有良好的高温力学性能的材料越来越被人们所重视,金属材料的高温性能难以满足人们需求,特种陶瓷进入人们的视线。而陶瓷材料除了具有硬... 详细信息

随着现代科学技术的发展,对材料性能的要求越来越高,在航空航天、核反应堆等领域,高强、高硬以及具有良好的高温力学性能的材料越来越被人们所重视,金属材料的高温性能难以满足人们需求,特种陶瓷进入人们的视线。而陶瓷材料除了具有硬度高的特性外,还具有优良的高温性能,因此逐渐在一些高温领域受到人们的重视。氮化硅是陶瓷材料中的优秀代表,因其良好的高温力学性能、优异的化学稳定性以及很好的耐腐蚀性能,引起了人们的广泛关注。众所周知,陶瓷材料虽然耐高温、耐磨损和耐化学腐蚀等一系列优良的性能,但是由于其致命的弱点——脆性,而限制了其优良性能的发挥,因此也限制了它的应用。为此,陶瓷材料的韧化便成为了近年来陶瓷材料的核心课题。到目前为止,已探讨出若干种陶瓷韧化的途径,并已取得了显著的效果。陶瓷的韧化可分为两类：一类是自增韧陶瓷,它是由烧结或热处理等工艺使其微观结构内部自生出增韧相（组分）。另一类是在试样制备中加入第二相组元,以达到增韧的目的。本研究以氧化铝和氧化钇为烧结助剂,采用液相烧结的方法,并通过力学性能测试、电子显微分析等一系列手法,研究了自增韧、第二相粒子增韧、相变增韧以及混合增韧等方面对氮化硅复合陶瓷材料的影响,以期提高氮化硅复合陶瓷材料的性能,从显微结构上对其进行调控,从而达到氮化硅材料的使用条件。本文主要分为两大部分：氮化硅复合陶瓷材料的制备以及性能的检测。主要研究结果如下： 1.氮化硅复合陶瓷在烧结过程中,应该埋粉烧结,以免高温时,氮化硅发生分解而变成硅单质。 2.在自增韧陶瓷的力学性能研究中,加入棒状β-si3n4有利于长柱状晶粒的形成和长大,进而调控材料的显微结构,改善氮化硅复合陶瓷的强度和韧性。并且,随着p-si3n4含量的增加,si3n4复合陶瓷材料显微组织逐渐均匀化,致密度和力学性能均先增加后降低,当p-si3n4含量达到40%时,陶瓷致密度和力学性能同时达到最大（此时致密度为93%,横向断裂强度为583.4MPa,断裂韧性为5.42MPa.m.1/2）。 3.以Mosi2颗粒作为第二相材料对氮化硅材料进行增韧,结果显示：随着Mosi2含量的增加,氮化硅材料的致密度和抗弯强度同时减小,说明Mosi2并不能对氮化硅材料进行增韧。 4以siC颗粒作为增强相,研究了第二相粒子增韧对si3n4复合陶瓷力学性能和显微结构的影响。结果显示：随着siC含量的增加，si3n4复合陶瓷的相对密度和横向断裂强度同时下降。当siC含量为0时,si3n4复合陶瓷的相对密度和横向断裂强度为最大值。说明,siC相对si3n4而言,是难烧结相,siC的加入对复合材料的烧结起阻碍作用。 5以ZrO2颗粒作为增强相,研究了ZrO2含量对氮化硅复合陶瓷性能的影响。结果表明：随着氧化锆含量的增加,氮化硅复合陶瓷致密度增加;横向断裂强度和断裂韧性先增加后减小,当ZrO2含量达到10%时,si3n4的横向断裂强度和断裂韧性同时达到最大值,分别为362MP和7.0MPa.m1/2.断口形貌的显微结构观察表明,韧性的提高源于氧化锆应力诱导相变增韧。 6.混合系列中,同时以β-si3n4和ZrO2作为增强相,以期提高si3n4复合陶瓷的性能。结果显示：混合系列复合陶瓷的致密度和力学性能均为最小值,并且出现β-si3n4晶粒的异常生长,与预期的结果不符。

关键词： β-si3n4 siC ZrO2 致密度力学性能显微结构