[发明专利]具有结晶晶界相的自增强氮化硅陶瓷及制备方法

摘要

说明书公开了一种高断裂韧性和高强度的充分致密的，自增强的氮化硅陶瓷体，该陶瓷体包括(a)平均纵横比为至少2.5的晶须形式的β-氮化硅，以及(b)一种氮氧化合物磷灰石结构的结晶态晶界相(用X射线结晶学测得)。一种制备上述的氮化硅陶瓷体的工艺，该工艺包括热压一种粉末混合物，该粉末混合物包括氮化硅，氧化硅，一种致密助剂，转化助剂及一种可加强β-氮化硅晶须生长的化合物，在这样的工艺条件下产生了致密化、高纵横比的β-氮化硅晶须，然后退火充分长的时间，以产生具有氮氧化合物磷灰石结构的结晶态晶界相。

主权项

1、一种制备氮化硅陶瓷体的工艺，该陶瓷体含有占优势的高平均纵横比β-氮化硅晶须，且进一步含有具有氮氧化合物磷灰石结构的结晶态晶界相，该工艺包括：使一种如下组成的粉未混合物：(a)氮化硅，量足以提供一种陶瓷体的量；(b)一种致密助剂包括一Sr源，以及任选地选自Li，Na，Ca，Ba，或其混合物的元素源，所说的源的量足以促进粉未的致密化；(c)一种转化助剂，包括选自Y，La，Ce，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Yb，Th或其混合物的元素源，所说的源的量足以促进起始氮化硅向主要是β-氮化硅的转化。(d)至少一种晶须生长加强化合物，其量足以促进形成β-氮化硅晶须，所说的化合物是选自Li，Na，Ca，Sc，Ti或Al，或其混合物的元素氧化物或非氧化物衍生物，但是，以该元素不同于致密助剂(b)的任选组成的元素为条件；(e)氧化硅，其量足以提供一种氮氧化物磷灰石结构的结晶态晶界相；在温度和压力足以造成致密化的条件下，就地形成具有平均纵横比至少为2.5的β-氮化硅晶须，并且然后使致密化组成退火足够长的时间，使得形成X-射线结晶学所确定的有氮氧化合物磷灰石结构结晶态晶界相。