TiN对热压烧结Si3N4–TiN复相陶瓷显微结构和力学性能的影响

作者：魏万鑫; 于俊杰; 刘伟键; 郭伟明^*; 林华泰

来源：硅酸盐学报, 2020, 48(03): 375-380.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20190421

• 氮化硅陶瓷
• 氮化钛来源
• 相组成
• 显微结构
• 力学性能

研究了TiN的来源(TiN粉、TiO2粉和TiO2溶胶)对热压烧结Si3N4–TiN复相陶瓷的相组成、显微结构与力学性能的影响。结果表明,当以TiN粉为第二相添加剂时,试样中仅检测到β-Si3N4和TiN相,Si3N4晶粒与TiN颗粒较粗大,硬度、强度和断裂韧性分别为(15.6±0.3) GPa、(1 058±78) MPa和(11.2±0.6) MPa·m1/2;当以TiO2粉为第二相添加剂时,除了β-Si3N4和TiN相,还检测到O′-Sialon相,O′-Sialon相的含量为8.7%(质量分数),Si3N4晶粒与TiN颗粒均匀细小,样品硬度提高到(16.7±0.4) GPa,强度和断裂韧性没有显著变化,分别为(986±76) MPa和(11.3±0.4) MPa·m1/2;当以TiO2溶胶为第二相添加剂时,同样检测到O′-Sialon相,O′-Sialon相的含量为12.5%,Si3N4晶粒与TiN颗粒均匀细小,样品硬度较高为(16.6±0.5) GPa,其强度和断裂韧性较低分别为(788±94) MPa和(10.2±1.0) MPa·m1/2。以TiO2粉为第二相添加剂时,可获得显微结构均匀细化、综合力学性能较佳的Si3N4–TiN复相陶瓷材料。

• 单位
  广东工业大学