[发明专利]高断裂韧性自增强氮化硅陶瓷及其制备该陶瓷的方法

摘要

热压一种氮化硅，致密化助剂如氧化钠，转化助剂如氧化镧和晶须生长促进化合物如氧化镓的粉末混合物以使该混合物致密化并且就地形成β-氮化硅。生成的氮化硅陶瓷包括含β-氮化硅晶须的结晶相；含致密化助剂，转化助剂，晶须生长促进化合物，和二氧化硅的玻璃相；和不大于10％的其它相。

主权项

1、一种制备断裂韧性大于6MPa(m)并且主要含有高平均纵横尺寸比β-氮化硅晶须的氮化硅陶瓷体的方法，该方法包括：提供一种粉末混合物，该混合物包括：(a)氮化硅，其数量足以形成陶瓷体；(b)一种致密化助剂，该致密化助剂为镁的一种非氧化物衍生物，或者是铍、钙、锶、钡、镭、锂、钠、钾、铷、铯、硅、铪、钽、铟、镓、锌、钛或钫的一种源，该致密化助剂的含量足以促进粉末致密化；(c)一种转化助剂，该转化助剂为铱的一种非氧化物衍生物或者是钪、锕、镧、锂、钠、钾、铷、铯或钫的一种源，该转化助剂的含量足以促使起始氮化硅基本上完全转化成β-氮化硅；(d)至少一种晶须生长促进化合物，其数量足以促进β-氮化硅晶须的形成，该化合物为钙的一种非氧化物衍生物，或者是钠、钾、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锶、锆、铌、钡以及镧的一种衍生物或其混合物，或者是镓、铟、铪、钽和硼的一种氧化物；(b)、(c)和(d)分别来源于三种不同元素；控制温度和压力，使其足以致密化并且就地形成平均纵横尺寸比至少为2.5的β-氮化硅晶须，从而制成断裂韧性大于6MPa(m)的氮化硅陶瓷体。