显微结构对Si3N4力学性能和热导率的影响分析

摘要

以MgSiN2、Y2O3和Yb2O3为添加剂,通过1800°C热压烧结制备Si3N4陶瓷,研究显微结构对Si3N4力学性能和热导率的影响.结果表明,不同烧结助剂制备的Si3N4的相对密度均在99％以上.分别添加MgSiN2、Y2O3和Yb2O3的Si3N4样品,晶粒尺寸依次降低,并且断裂韧性、抗弯强度和热导率均依次降低.高长径比的长棒状β-Si3N4晶粒能增加Si3N4材料的抗弯强度和断裂韧性.采用MgSiN2作为烧结助剂促进Si3N4晶粒生长,Si3N4的热导率较高.以MgSiN2作为添加剂的Si3N4具有较好的性能,其热导率、抗弯强度和断裂韧性分别为64.37 W·m-1·K-1、840 MPa和6.96 MPa·m1/2,满足绝缘散热基板的需求.