原位负载稀土镱对氮化硅陶瓷烧结性能的影响
王宇
吕杰
刘鹏飞
韩召
安徽工业大学冶金工程学院,安徽马鞍山 243000
摘要：[目的]为了制备高性能的Si3N4陶瓷,研究原位负载稀土 Yb对Si3N4陶瓷烧结性能的影响.[方法]将稀土金属Yb溶于液氨中,通过溶解-析出机制将Yb包覆于Si3N4粉体表面,经过热处理得到YbN@Si3N4核壳结构粉体,并对该粉体进行热压烧结;分析负载稀土金属Yb的Si3N4的粉体形貌和元素分布,并研究负载金属Yb的含量对Si3N4陶瓷致密度、显微结构和导热性能的影响.[结果]通过热压烧结,成功制备出高性能的Si3N4陶瓷;随着金属Yb的质量分数的增加,Si3N4陶瓷密度呈上升趋势,致密度则逐渐降低;β-Si3N4的晶粒粒径随着Yb质量分数的增加呈现先增大后保持不变的趋势;将试样在1 850 ℃下加热5 h,Si3N4陶瓷的热导率从热处理前的36.8 W/(m·K)提高到66.8 W/(m·K),提高82％;负载的金属Yb在热处理后形成YbN,YbN优先与Si3N4粉体表面固有的SiO2反应,提高烧结液相中氮原子与氧原子的数量比,降低Si3N4陶瓷内晶格的氧含量,从而提高Si3N4陶瓷的导热性能.[结论]在液氨介质中,将具有高氧亲和力的稀土金属Yb作为烧结助剂,原位负载在Si3N4粉体表面,有助于降低Si3N4陶瓷晶格中的氧含量,提高Si3N4陶瓷的烧结性能.
关键词：Si3N4陶瓷稀土负载溶解-析出导热性能
分类号：TB44(工业通用技术与设备)TQ170(硅酸盐工业)
论文发表日期：2026-01-01
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 96-106 )
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