仿生制备多孔氮化硅陶瓷

无机材料学报, 2008, 23(4): 763-768. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2008.04.026

仿生制备多孔氮化硅陶瓷

罗民 ^1, , 程佳 ^2, , 马晶 ^3, , 陈小虎 ^4, , 王斌鉴 ^5, , 杨建锋 ^6,

1.宁夏大学化学化工学院,银川,750021

2.宁夏大学化学化工学院,银川,750021

3.宁夏大学化学化工学院,银川,750021

4.宁夏大学化学化工学院,银川,750021

5.宁夏大学化学化工学院,银川,750021

6.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(2007CB216400;2008CB617613) 宁夏高等学校科研项目(2007) 教育部科学技术研究重点项目(203143)

关键词：仿生合成 , 多孔Si3N4陶瓷 , 纤维状颗粒 , 碳热还原氮化反应

Biomimetic Synthesis of Porous Si3N4 Ceramics

以松木炭化后形成的多孔木炭为模板,经Y2O3/SiO2混合溶胶浸渍生物碳模板形成Y2O3/SiO2/C复合体,在高压氮气氛下(0.6MPa),1600°C碳热还原氮化制备出牛物形态多孔氮化硅陶瓷.借助XRD、SEM研究了烧结助剂、烧结温度、反应时间和烧结气氛对烧结产物显微结构和晶相的影响,探讨了多孔Si3N4陶瓷的反应过程和机理.结果表明,多孔si3N4陶瓷是由主晶相β-Si3N4和少量晶间玻璃相YsSi4n4O14组成;多孔Si3N4不仅保留了松木的管胞结构,还在孔道中生长出纤维状形貌的β-Si3N4颗粒;Si3N4的反应烧结过程包括α-Si3N4的形成、晶形转变(α-β相变)和晶粒生长三个阶段.在1450°C烧结的机理是气-固和气-气反应机理,在1600°C通过液相烧结的溶解-沉淀机理形成纤维状的多孔Si3N4陶瓷.

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