氮化硅陶瓷結(jié)課論文-展示頁
2024-08-11 05:02本頁面
【正文】 合材料的致密度提高；另一方面碳納米管阻礙復(fù)合材料燒結(jié)時(shí)的融合，使致密度降低。由于具有極高的比強(qiáng)度、比楊氏模量，碳納米管被認(rèn)為是一種理想的先進(jìn)復(fù)合材料的增強(qiáng)體[4]。碳納米管增韌氮化硅陶瓷理論計(jì)算表明，碳納米管具有極高的強(qiáng)度和極好的韌性。傳統(tǒng)的增韌方式有相變增韌、彌散增韌、纖維增韌、自增韌等一些方法。二、氮化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)氮化硅（Si3N4）陶瓷是無機(jī)非金屬強(qiáng)共價(jià)鍵化合物，其基本結(jié)構(gòu)單元為[SiN4]四面體，硅原子位于四面體的中心，四個(gè)氮原子分別位于四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，然后以每三個(gè)四面體共用一個(gè)硅原子的形式在三維空間形成連續(xù)而又堅(jiān)固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，氮化硅的許多性能都是因?yàn)槠渚哂羞@種特殊的結(jié)構(gòu)，因此Si3N4結(jié)構(gòu)中氮原子與硅原子間結(jié)合力很強(qiáng)，其作為一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，素有陶瓷材料中的“全能冠軍”之稱，氮化硅陶瓷具有硬度大、強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小、高溫蠕變小、抗氧化性能好，可耐氧化到1400℃，熱腐蝕性能好，能耐大多數(shù)酸侵蝕，摩擦系數(shù)小，與用油潤滑的金屬表面相似等優(yōu)異性能，已在許多工業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，并有很多潛在用途[3]。目前人們通過廣泛深入仔細(xì)的研究，發(fā)現(xiàn)陶瓷材料是最有希望在高科技領(lǐng)域中能得到廣泛應(yīng)用的候選材料。英、法的一些研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)率先開始對Si3N4進(jìn)行系統(tǒng)研究，深入認(rèn)識(shí)它的結(jié)構(gòu)性能、探索燒結(jié)方法、開拓應(yīng)用領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，原子能、火箭、燃?xì)廨啓C(jī)等技術(shù)領(lǐng)域?qū)Σ牧咸岢隽烁叩囊?，迫使人們?nèi)ふ冶饶蜔岷辖鸶艹惺芨邷?，比普通陶瓷更能抵御化學(xué)腐蝕的材料[1]。多年來，研究工作者們進(jìn)行了不懈的努力，在材料的制備工藝和性能方面取得了很大的進(jìn)展。隨著科學(xué)的發(fā)展，碳材料越來越引起人們的興趣，如碳纖維、碳納米管、富勒烯、石墨烯等，具有良好的韌性，是增韌氮化硅陶瓷的理想的材料，特別是近年來石墨烯的發(fā)現(xiàn)，碳材料的應(yīng)用被拓寬，石墨烯的良好的延展性，抗拉伸性、高導(dǎo)熱率等優(yōu)點(diǎn)，使得在氮化硅陶瓷增韌方面具有廣闊的應(yīng)用前景。碳材料增韌氮化硅陶瓷摘要：氮化硅陶瓷由于具有高強(qiáng)度、耐腐蝕、導(dǎo)熱性良好等優(yōu)良的性質(zhì)被研究者所關(guān)注，但是氮化硅陶瓷也有陶瓷材料的共性：脆性，這個(gè)致命的缺點(diǎn)限制了氮化硅陶瓷在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)的氮化硅陶瓷增韌方法，彌散增韌、纖維晶須增韌、微裂紋增韌等被廣泛的研究。關(guān)鍵字：氮化硅；增韌；碳納米管；石墨烯一、氮化硅陶瓷發(fā)展隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對新材料的研究和應(yīng)用不斷提出更高的要求，傳統(tǒng)的金屬材料越來越難以滿足這種日益發(fā)展的要求，及待開發(fā)新型材料。由于人們認(rèn)識(shí)到陶瓷的潛在優(yōu)勢和金不可克服的弱點(diǎn)，工程陶瓷材料越來越受到世界上許多材料研究單位的高度重視，并取得了許多突破性進(jìn)展。Si3N4的出色表現(xiàn)，激起了人們對它的熱情和興趣。近些年來Si3N4陶瓷制品已經(jīng)開始向產(chǎn)業(yè)化、實(shí)用化邁進(jìn)了。Si3N4陶瓷作為一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，具有強(qiáng)度高、抗熱震穩(wěn)定性好、高溫蠕變小、耐磨、優(yōu)良的抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，是優(yōu)良的工程陶瓷之一[2]。常見的有六方晶系氮化硅（有兩種晶形，即針狀結(jié)晶體αSi3N4和顆粒狀結(jié)晶體βSi3N4）圖1氮化硅陶瓷兩種晶型三、氮化硅增韌的研究雖然氮化硅具有良好的性能，但是它
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