晶硅切磨废弃硅粉为原料的反应烧结Si3N4结合SiC复相陶瓷的正交实验研究

摘要

以磨切单晶硅废料Si粉和SiC为原料,Y2O3-Al2O3-Fe2O3为复合烧结助剂,反应烧结法制备Si3N4/SiC复相陶瓷材料.运用L9 (34)正交设计,研究了原料中Si、助剂Al2O3、Y2O3和Fe2O3的含量对陶瓷材料力学性能的影响和优化.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料的相组成、断口形貌进行分析.结果表明,反应烧结后试样生成Si3N4结合SiC晶粒为主相,及少量SiALON与未反应的Si相的烧结体.Si含量对力学性能的影响最为显著,对于抗弯强度性能,正交试验获得的工艺优化参数:ω(Si):20％、ω(Al2O3):3.2％、ω(Fe2O3):0.8％和ω(Y2O3):2％.