ZrB_2粒径对Si_3N_4-ZrB_2陶瓷相组成、显微结构及电阻率的影响

摘要

以20vol%ZrB_2粗粉和细粉为导电相,以3vol%MgO-2vol%YB_2O_3烧结助剂,通过热压烧结在1500℃制备了Si_3N_4-ZrB_2复相陶瓷,研究了ZrB_2粒径对致密度、相组成、显微结构以及电阻率的影响。结果表明,不依赖于ZrB_2粒径,通过引入MgO-YB_2O_3烧结助剂,均可以获得高致密Si_3N_4-ZrB_2陶瓷。以ZrB_2粗粉为原料时,Si_3N_4-ZrB_2陶瓷包含主要的α-Si_3N_4、β-Si_3N_4和ZrB_2相以及微弱的Yb_4Si_2N_2O_7相,由于ZrB_2晶粒保持孤立状态,样品电阻率较高,为9.5×10~3Ω·m;而以ZrB_2细粉为原料时,其与Si_3N_4发生轻微的高温反应,除了包含主要的α-Si_3N_4、β-Si_3N_4和ZrB_2相及微弱的Yb_4Si_2N_2O_7相之外,Si_3N_4-ZrB_2陶瓷还含有新生成的微弱ZrSi_2和ZrN导电相,由于ZrB_2晶粒保持连通状态,样品电阻率显著降低,仅有6.8Ω·m。