Sc-Si-Si3N4陶瓷高温氧化对其力学性能的影响

摘要

为改善Si3N4陶瓷的抗氧化性能以提高该材料使用寿命和可靠性,以Sc2O3和SiO2为添加剂,用真空热压烧结法制得Sc-Si-Si3N4陶瓷,并对该陶瓷在高温下的氧化行为及力学性能的变化进行了研究.采用X射线衍射、扫描电子显微镜和重量分析法研究了不同温度下的恒温热处理对陶瓷的表面相、氧化后形貌及陶瓷重量的影响;用三点弯曲法测量了抗折强度.结果表明,在1200～1400℃保温,陶瓷的氧化符合抛物线规律,其活化能为521 kJ/mol,显示了较好的抗氧化性能.氧化过程主要由晶界添加剂离子及少量杂质离子和氧的双向扩散控制,氧化产生的表面裂纹和空洞使抗折强度明显降低.