原位引入BN-SiC燃烧合成Si₃N₄-BN-SiC复合材料（英文）

作者：张叶; 姚冬旭; 左开慧; 夏咏锋; 尹金伟; 曾宇平

来源：无机材料学报, 2022, 37(05): 574-578.

• 燃烧合成
• Si3N4-BN-SiC复合材料
• 原位引入
• 相组成
• 空心球
• 形成机理

Si3N4-BN-SiC复合材料以其良好的力学性能和抗氧化性能而具有良好的工程应用前景。本研究以Si、Si3N4稀释剂、B4C和Y2O3为原料,采用燃烧合成法成功制备了Si3N4-BN-SiC复合材料。通过Si、B4C和N2气之间的反应,在Si3N4陶瓷中原位引入BN和SiC,制备的Si3N4-BN-SiC复合材料由长棒状的β-Si3N4和空心球形复合材料组成。实验研究了空心球微结构的形成机理,结果表明,生成的SiC、BN颗粒及玻璃相覆盖在原料颗粒上,当原料颗粒反应完全时,形成空心球形微结构。并进一步研究了B4C含量对Si3N4-BN-SiC复合材料力学性能的影响。原位引入SiC和BN在一定程度上可以提高复合材料的力学性能。当B4C添加量为质量分数0～20%时,获得了抗弯强度为28～144 MPa、断裂韧性为0.6～2.3MPa·m1/2,杨氏模量为17.4～54.5GPa,孔隙率为37.7%～51.8%的Si3N4-BN-SiC复合材料。

• 单位
  高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室; 中国科学院大学; 中国科学院上海硅酸盐研究所