摘要：利用同步辐射CT(SR-CT)技术,在氮化硅陶瓷样品烧结过程中对其进行实时投影成像,并应用滤波反投影算法和数字图像处理技术,得到了样品在整个烧结过程中内部微结构演化的二维和三维重建图像,实现了对陶瓷固相烧结过程实时、无损的观测.通过重建图像清晰观测到了陶瓷样品在烧结三个阶段中颗粒接触、烧结颈形成、晶粒和气孔长大、气孔球化并收缩等烧结现象;统计了样品在不同烧结时刻的孔隙率,得到了孔隙率随烧结时间对数的变化曲线,并根据曲线分析了样品在不同烧结时刻致密化速率的变化,得到了烧结中期孔隙率和时间对数的线性关系.实验的结果和现有烧结理论相吻合,并为进一步完善烧结理论提供了有效的实验数据.

摘要：有限元分析表明,与金属柱塞偶件相比,性能良好的热压烧结氮化硅陶瓷柱塞偶件具有十分优异的性能,能够有效地提高发动机油泵的性能,然而陶瓷材料的高硬度和脆性使其加工特别困难,特别是小孔的加工更加困难。在综合分析小孔加工方法的基础之上,选用超声振动加工技术对氮化硅陶瓷柱塞套油孔进行加工,制定了柱塞套的加工工艺规程,设计了专用夹具和加工工具,对进出油孔和润滑油孔的加工进行了详细介绍。通过数码显微镜观察发现,超声振动加工得到的陶瓷柱塞套油孔质量非常好,与金属柱塞套油孔相比,陶瓷柱塞套油孔的入口质量更好。

摘要：与其他增材制造技术相比,光固化3D打印成形技术制备结构复杂、致密度高、表面精度高的陶瓷具有独特的优势,并逐步成为陶瓷增材制造领域的研究热点。然而,氮化硅陶瓷的高折射率和高吸光度等特征导致光固化成形困难,限制了其发展和应用。本文分别从光固化氮化硅陶瓷的浆料流变性能以及固化性能进行分析,总结归纳出氮化硅浆料在流变性能和固化性能方面面临的问题,进一步汇总了提升氮化硅陶瓷浆料光固化性能的研究工作,并对粉体改性、调控树脂组成等几种方法进行分析与探讨。最后,对氮化硅陶瓷光固化3D打印的未来发展趋势和方向进行了详细阐述。

摘要：氮化硅陶瓷具有密度小强度高的优点,在深潜浮力设备领域具有广阔发展前景。然而陶瓷材料固有的脆性以及万米深海严苛的工作环境,使得氮化硅陶瓷空心浮力球在深水环境下面临着内爆的风险。为探究氮化硅陶瓷空心浮力球在内爆临界状态下的失效问题,设计并进行了三点弯曲试验,确定了氮化硅陶瓷材料的力学性能参数,包括弹性模量和破坏应力;随后对氮化硅陶瓷空心浮力球内爆试验的过程及结果进行了回顾总结;基于标准球壳模型与浮力球实物的CT扫描几何模型,对浮力球在内爆临界状态的失效过程进行了有限元仿真分析。结果表明:氮化硅陶瓷空心浮力球的性能存在一定不稳定性;结构内表面局部过大的拉应力是造成失效的主要原因,对内表面进行预加压处理或能提高其抗内爆性能。

摘要：从结构设计的角度出发研究了层状复合Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料。利用轧膜工艺使层内的晶粒、晶须产生定向增韧，通过调整外部层状复合结构得到材料的两级增韧效果，并实验制备了高韧性层状复合Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷材料。主层内加入一定量的ＳｉＣ晶须，层状氮化硅陶瓷的断裂韧性可达到２０．１１ＭＰａ·ｍ１／２。

摘要：利用Abaqus软件对氮化硅陶瓷球的冷等静压(CIP)成形过程进行了数值模拟,分析了氮化硅陶瓷球在CIP成形过程中致密度的变化和粉末颗粒的流动规律,研究了其应力分布,并进行了试验验证,结果表明:在CIP成形过程中,致密化曲线可分为4个阶段,相对密度的分布存在环形密度差现象,试验证明该工艺可以改善氮化硅陶瓷球压坯密度和组织结构分布的均匀性。

摘要：针对新型导弹对配套天线罩材料性能要求,以纤维状氮化硅粉为主要原料,采用冷等静压工艺成型和气氛保护无压烧结工艺进行烧结,制备多孔氮化硅陶瓷材料。研究了原料和烧结助剂颗粒度、煅烧温度等工艺参数对材料性能的影响。选用合适的原料颗粒度和成型烧结工艺参数,成功制备了弯曲强度为154.53 MPa、密度为1.54 g/cm^(3)、气孔率为52.0%、介电常数3.28的多孔氮化硅陶瓷,可满足高性能导弹天线罩使用要求,并可实现根据使用要求对材料性能的可调控设计。

摘要：在氮化硅陶瓷气压烧结制备过程中,除烧结加热制度外,氮气压力对其性能影响也很大,为了制备出性能更为优异的氮化硅陶瓷,本文采用气压烧结法在不同压力下制备氮化硅陶瓷材料,研究氮气压力对氮化硅陶瓷材料力学性能的影响。结果表明:当氮气压力达到4 MPa左右时,获得的氮化硅陶瓷材料综合性能最佳,α相几乎全部转变为β相,β-Si_(3)N_(4)晶粒长径比约为5.5,相对密度约为97.9%,抗弯强度约为(671.83±30.00)MPa、维氏硬度(HV)约为1670.25±50.00、断裂韧性约为(7.83±0.3.0)MPa·m1/2;通过分析氮化硅陶瓷材料腐蚀面和压痕裂纹的微观结构,发现适当的氮气压力能促使裂纹在扩展路径上更易发生偏转、分叉等增韧机制,消耗裂纹扩散能量,从而提高氮化硅陶瓷材料的断裂韧性,本研究对氮化硅陶瓷材料的增韧具有一定的指导意义。

摘要：用传统车削和磨削方法加工氮化硅陶瓷,难度大、加工效率低。为了提高难加工材料氮化硅陶瓷的加工精度,利用激光辅助复合加工技术,精确控制氮化硅表面激光结构化方案的尺寸,设计了4种具有相同表面积的不同氮化硅结构图案,研究了氮化硅图案几何形状对其磨削性能的影响,同时分析了砂轮转速、进给速率等磨削参数对磨削力的影响。结果发现:氮化硅的激光结构化工艺对其磨削结果有很大影响,其表面的凹槽有利于磨削液进入磨削区域,激光烧蚀则降低了氮化硅强度,磨削力最多可降低63%,可有效减少砂轮的磨损。为提高氮化硅陶瓷的加工精度,用激光辅助复合加工技术在氮化硅表面烧蚀出4种具有相同表面积的结构化图案,然后用金刚石砂轮对氮化硅表面进行磨削,研究图案结构对磨削效果的影响,并分析砂轮转速、进给速率等参数对磨削力的影响。结果表明:激光烧蚀能够在氮化硅表面产生凹槽并降低表面氮化硅的强度,从而有利于磨削液进入并降低磨削力,最高降幅达63%。同时,金刚石砂轮磨损也有效降低。磨削结构化的氮化硅表面时,砂轮转速和进给速率对磨削力的影响规律同磨削普通氮化硅时的规律一致。

摘要：氮化硅陶瓷(Si_(3)N4)具有硬度高、耐磨性好、生物相容性好等优点,因此通过增材制造手段制备复杂形状的Si_(3)N4陶瓷是近几年的研究热点,通过数字光处理成型技术(DLP)可以快速制备传统手段难以制备的复杂形状陶瓷,成型精度高、成型效率快且极具个性化。分别从Si_(3)N4陶瓷浆料的制备、光固化特性以及素坯的烧结工艺等方面进行分析,详细阐述了DLP光固化制备Si_(3)N4陶瓷的研究现状,并对其发展趋势进行展望。