晶相组成对Si_3N_4陶瓷介电性能的影响

摘要

以MgO-Al2O3-SiO2(MAS)体系作为烧结助剂,采用无压烧结,通过控制烧结工艺,制备出具有不同晶相组成的Si3N4陶瓷。研究了晶相组成对氮化硅陶瓷微波介电性能的影响。借助XRD、SEM对Si3N4陶瓷微观组织进行了研究。结果表明:在烧结过程中,有中间相Si2N2O产生;经1850℃、0.5h烧结,α-Si3N4全部转变为具有较大长径比,显微结构均匀的长柱状β-Si3N4晶粒;Al3+和O2-能够进入β-Si3N4晶体内形成β′-Si6-xAlxOxN8-x固溶体,使晶体内部产生较大的空隙或晶格畸变,在外电场作用下,易于产生离子位移极化,导致介电常数升高;同时,随着烧结温度的提高,存在于晶界的玻璃相含量增加,试样的介电常数随之升高。