纳米TiC对Si3N4基复合陶瓷材料性能和微观结构的影响

山东大学学报(工学版)

纳米TiC对Si₃N₄基复合陶瓷材料性能和微观结构的影响

薛强，艾兴，赵军，周咏辉，袁训亮

山东大学机械工程学院，山东济南 250061

收稿日期:2007-05-20 修回日期:1900-01-01 出版日期:2008-06-16 发布日期:2008-06-16
通讯作者: 薛强

Effects of TiC nano-sized particle on the microstructure and properties of Si₃N₄ composite ceramics

XUE Qiang, AI Xing, ZHAO Jun, ZHOU Yong-hui, YUAN Xun-liang

School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China

Received:2007-05-20 Revised:1900-01-01 Online:2008-06-16 Published:2008-06-16
Contact: XUE Qiang

摘要/Abstract

摘要： 用热压法制备了纳米TiC增韧补强的Si₃N₄基复合陶瓷材料，研究了不同TiC含量对复合陶瓷材料力学性能与微观结构的影响.结果表明：纳米TiC颗粒的添加对复合材料的力学性能的提高是有利的，当纳米TiC的质量分数为15%时，复合材料具备较优的力学性能，其抗弯强度、断裂韧性、HV硬度分别达到895MPa，8.03MPa.m1/2，15.06GPa；不同尺寸的Si₃N₄晶粒形成双峰结构，有利于复合材料性能的提高；其断裂机制为沿晶断裂和穿晶断裂的混合类型.

关键词: Si₃N₄复合陶瓷材料, 微观结构, 力学性能, 断裂机制

Abstract: HP sintering technology was adopted to prepare Si₃N₄ composite ceramics. The effects of TiC nano-sized particle on the microstructure and the properties of composite ceramics were investigated. The results show that the composite ceramics possess optimum mechanical properties with a flexural strength of 895MPa, fracture toughness of 8.03MPa.m1/2 and hardness of 15.06GPa when the TiC content is 15wt%. It was found that the microstructure with a distinct bimodal size distribution of grain diameters is beneficial to the properties. The fracture morphology is the mixed style including inter-granular fracture and trans-granular fracture.

Key words: Si₃N₄ based composite ceramics, microstructure, mechanical properties, fracture mechanism

中图分类号:

TB321

薛强,艾兴,赵军,周咏辉,袁训亮 . 纳米TiC对Si₃N₄基复合陶瓷材料性能和微观结构的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2008, 38(3): 69-72 .

XUE Qiang,AI Xing,ZHAO Jun,ZHOU Yong-hui,YUAN Xun-liang . Effects of TiC nano-sized particle on the microstructure and properties of Si₃N₄ composite ceramics[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE), 2008, 38(3): 69-72 .

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