高热导率Si3N4陶瓷的高压合成及性能研究

作者：郑友进; 王俊楠; 周振翔; 左桂鸿; 王丽娟; 王方标; 黄海亮; 贾洪声^*

来源：人工晶体学报, 2019, 48(06): 1111-1115.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2019.06.025

• 氮化硅陶瓷
• 高温高压
• 高致密性
• 高热导率

在高温高压条件下(HPHT,4～5 GPa,1430～1530℃),采用高压烧结技术,利用Y2O3、MgO作为烧结助剂,通过和不同质量配比的氮化硅(a-Si3N4,β-Si3N4)粉体复合,制备了具有高热导率和高致密性的Si3N4陶瓷。本实验采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱EDS、热导率测定仪、维氏硬度计对样品进行了分析和表征,研究了压强、烧结温度、保温时间对热导率和致密性的影响。结果表明:超高压条件有效降低了烧结温度,缩短了烧结时间。当烧结条件在5 GPa,1490℃,1 h时,其硬度为16. 5 GPa,此时β-Si3N4复合陶瓷的致密化最优,气孔率(0. 26%)和晶格缺陷显著改善。研究发现适当的延长烧结时间可以促进晶粒正常长大,同时产生较高的热导率,最高可达到64. 6W/(m·K)。

• 单位
  牡丹江师范学院; 北京中材人工晶体研究院有限公司; 吉林师范大学