冷冻胶凝成型制备Si3N4复相陶瓷材料的高温力学特性

采用新型冷冻胶凝陶瓷成型技术制备Si3N4/钡长石(BaAl2Si2O8,BAS)复相陶瓷材料,研究了不同温度(25～1400℃)和BAS含量(质量分数)条件下,Si3N4/BAS复相陶瓷材料弯曲强度、弯曲模量、弯曲断裂特性以及陶瓷微观结构.结果表明:BAS含量提高可显著提高材料高温力学性能,在1400℃和40％BAS含量时,Si3N4/BAS复相陶瓷材料弯曲强度和弯曲模量分别可达241.0 MPa和92.0 GPa.在25～1400℃,当BAS含量为30.0％～40.0％时,Si3N4/BAS试样加载断裂均表现为脆性断裂模式,此时材料烧结体主要由β-Si3N4和BAS两种晶相组成,不含Si2N2O晶相.当环境温度为1500℃空气条件下,不同BAS含量的试样均出现明显的表面氧化现象,温度低于1400℃时无表面氧化现象.