自蔓延反应烧结氮化硅/氮化硼复相可加工陶瓷

北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种自蔓延反应烧结氮化硅/氮化硼复相可加工陶瓷材料，其应用前景极其广阔。

Si和N2合成Si3N4反应的绝热燃烧温度高，体积有所增加，生成棒状的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反应烧结氮化硅多孔陶瓷的强度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但烧结性能差。本项目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，当加工时，弱界面上会形成微裂纹，并沿弱界面发生偏转，耗散裂纹扩展的能量使裂纹扩展终止；当载荷继续上升时，在下层的弱结合界面处将产生新的临界裂纹再扩展；如此反复，使裂纹成为跳跃式阶梯状扩展，断裂渐次发生而非瞬间脆断，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。

本项目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉为原料的普通烧结工艺节约了原料成本。产品的基本工艺为自蔓延高温合成（燃烧合成）工艺，在气体高压反应器中进行，烧结所需要的能量完全由原料自身放热提供，与其他制备方法（常压烧结、热压烧结、反应烧结）相比较，不需要高温烧结炉长时间烧结，大大节省了能源。本项目工艺简单，烧结速度快，效率高。可制作复杂形状一维，二维的大尺寸陶瓷材料。抗弯强度已做到188MPa，材料可加工性能优良。

已获中国发明专利《ZL 200610089013.6自蔓延反应烧结Si3N4/BN复相可加工陶瓷的方法》。