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摘要
采用热压烧结法制备了不同BN含量的Si3N4/BN复合陶瓷。分别采用X射线衍射仪、扫描电镜和激光导热仪对Si3N4/BN复合陶瓷物相组成、显微结构和热导率进行表征。结果发现,复合陶瓷的主要物相组成为β-Si3N4和h-BN相,陶瓷晶粒呈现垂直于热压方向的定向排列,晶粒尺寸随着BN含量的增加逐渐减小,而垂直和平行于热压方向的热导率都随BN添加量的增加先降低后升高。当c-BN加入量为30%时,垂直于热压方向的导系数仍达到75.1 W·K-1·m-1,与纯Si3N4陶瓷的热导率相近(76.9W·K-1·m-1),通过有限元法对各向异性系统中的BN晶粒大小对复合陶瓷瞬态热传导的影响进行计算模拟,发现BN晶粒尺寸的减小降低了Si3N4/BN复合陶瓷的各方向热导率。而样品垂直于热压方向的热导率曲线的上升是因为h-BN的c轴方向热导率高于Si3N4;样品平行于热压方向热导率的逐渐递增可能归因于晶粒的细化导致定向排列的减弱。
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