碳热还原法制备多孔氮化硅陶瓷材料

　　陶瓷成孔剂以廉价的二氧化硅、炭黑和硅粉为起始原料, 利用碳热还原法制备了高气孔率、孔结构均匀的多孔氮化硅陶瓷，并考察了原料中硅粉含量对多孔氮化硅陶瓷微观组织和力学性能的影响。在一般的实验中, 我们经常考察烧结工艺对多孔氮化硅陶瓷微观结构及力学性能的影响，而此次实验中我们采用以二氧化硅、活性碳、少量的烧结助剂和晶种为原料来生产多孔氮化硅陶瓷材料，并进行XRD表征，观察原料与陶瓷微观结构组织和力学性能的对应关系，以找到较佳生产条件。经过实验研究得到，随着二氧化硅粒径的变小，烧结后的反应失重，线性收缩率都增加了，而烧结后试样的孔隙率减低了。通过XRD分析得出，我们可以看出，随着二氧化硅粒径变小，棒状晶粒逐渐细化，晶粒的长径比增加随着二氧化硅粒径的减小，试样孔隙率和晶粒尺寸减小，从而使弯曲强度较快加强。 
　　通过观察可以得到，碳热还原法具有原料成本低、产品气孔率高等优点，但是产品的收缩率较大。为了克服以上缺点可以采取以二氧化硅、碳黑、硅粉和少量的烧结助剂为原料，利用碳热还原-反应烧结法制备具有棒状结构的多孔氮化硅陶瓷。这种方法的优点有：（1）使用成本很低的二氧化硅、硅粉和炭黑为原料，减少了生产成本。（2）碳热还原反应生成的氮化硅起到稀释剂的作用，减少了游离硅的生成。（3）达到净尺寸烧结的成效，对生产要求形状构件较好。