基于烧结助剂和烧结温度协同优化的高强韧Si3N4陶瓷研究

以Al2O3-Y2O3和MgO-Y2O3为烧结助剂,通过热压烧结分别在1600 ℃和1800 ℃下制备Si3N4陶瓷.结果表明:以Al2O3-Y2O3助剂时,在1800 ℃热压烧结制备的Si3N4陶瓷具有显著的双峰结构和优异的综合力学性能,其硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为15.60±0.27 GPa、1105.99±68.39 MPa和7.13±0.37 MPa · m1/2;以MgO-Y2O3为助剂时,在1600 ℃热压烧结制备的Si3N4陶瓷具有较高的致密度,显微结构含有长径比较高的晶须状Si3N4晶粒,并且具有优异的综合力学性能,其硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为16.53±0.21 GPa、1166.90±61.73 MPa和6.74±0.17 MPa · m1/2.因此,在研究烧结助剂对Si3N4陶瓷性能的影响时,需结合其特定合适的烧结温度,才能有望获得综合性能优异的Si3N4陶瓷.