多孔氮化硅陶瓷的制備方法綜述

1、多孔氮化硅陶瓷的制備方法綜述學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院班級：應(yīng)化0903班姓名：鄧樹洪學(xué)號：15050910212011年12月多孔氮化硅陶瓷的制備方法綜述（應(yīng)用化學(xué)0903 鄧樹洪 1505091021）摘要:多空氮化硅陶瓷具有優(yōu)良的機(jī)械性能，成為人們研究的人們問題。本文從原料，實(shí)驗(yàn) 方面進(jìn)行說明當(dāng)前國內(nèi)外主要研制多空氮化硅陶瓷的幾種方法。關(guān)鍵詞：氮化硅；多孔；陶瓷；新型；制備1前言在一些發(fā)達(dá)國家，尤其是日本，多孔氮化硅陶瓷已經(jīng)得到應(yīng)用。Kawai等首 先采用高純儀a-Si3N4粉為原料，研究了材料的相組成、組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能之 間的關(guān)系，成功的制備了具有柱狀品的三維網(wǎng)絡(luò)孔隙結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度多孔氮化硅陶

2、 瓷。日本名古屋精細(xì)陶瓷研究組Synergr陶瓷實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所聯(lián)合 制備了高應(yīng)變抗力的多孔氮化硅和具有各向異性氣孔的多孔氮化硅。而國內(nèi)目前 對多孔氮化硅陶瓷的研究報(bào)道較少。西安交通大學(xué)先進(jìn)陶瓷實(shí)驗(yàn)室首次通過碳熱 還原法一步制備了多孔氮化硅陶瓷。氮化硅在陶瓷材料中有“全能冠軍”之稱，它既是優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)材料，又 是新型的功能材料。多孔陶瓷材料是指經(jīng)高溫?zé)贫傻?，體內(nèi)具有相同或閉合 氣孔的陶瓷材材料。因其其有優(yōu)良的均勻透過性，較低的熱傳導(dǎo)性，耐高溫，抗 腐蝕等性能，被廣泛的應(yīng)用于環(huán)保、節(jié)能、化工、石油、冶煉、食品、制藥、生 物醫(yī)學(xué)等多令科學(xué)領(lǐng)域，氮化硅多孔陶瓷作為一種高技術(shù)新型陶瓷，

3、因其充分發(fā) 揮氮化硅和多孔陶瓷兩者的優(yōu)異性能而引人注目，它不僅可作為生物陶瓷材料， 又可作為敏感陶瓷材料等等。2氮化硅的性能及應(yīng)用2.1氮化硅多孔陶瓷的特性氮化硅多孔陶瓷，也稱多孔氮化硅陶瓷，是近年來在研究氮化硅陶瓷和多孔 陶瓷基礎(chǔ)上逐漸掀起的一種新型陶瓷材料。Si3N4-多孔陶瓷最早始于1997年德國 的Sussmuth對如何減少多孔氮化硅燒結(jié)體的氣體滲透性方法的研究，同時(shí)于1997 年他申請了首項(xiàng)有關(guān)多孔Si3N4的美國專利.氮化硅多孔陶瓷作為一種新型復(fù)合陶瓷材料，除了具有高比強(qiáng)、高比模、耐 高溫、抗氧化和耐磨損等優(yōu)點(diǎn)外，還具有下列一些多孔特性：1耐熱性好2化學(xué) 穩(wěn)定性好3幾何表面積與體積

4、比高4具有高度開口、內(nèi)連的氣孔5孔道分布較均 勻，氣孔尺寸可控6具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，在氣壓、液壓或其它應(yīng)力負(fù)載 下，多孔體的孔道形狀和尺寸不發(fā)生變化。2.2潛在應(yīng)用氮化硅多孔陶瓷作為一種性能優(yōu)異、前景廣闊的新型多孔材料，其潛在應(yīng)用 可廣泛分布于化工、環(huán)保、生物等行業(yè)作為過濾、分離、吸音、敏感材料及生物 陶瓷等等。（1）過濾及分離，在這方面Si3N4多孔陶瓷已被應(yīng)用。因其過濾裝置具有過 濾面積大，過濾效率高的特點(diǎn)，再加上耐高溫、耐磨損、耐化學(xué)腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度 高等優(yōu)點(diǎn)，在腐蝕性流體、高溫流體、熔融金屬以及過濾流體中的放射性物質(zhì)等 應(yīng)用領(lǐng)域，將有其獨(dú)特的優(yōu)勢。（2）吸音材料,作為吸音材料的多孔

5、陶瓷要求較小的孔徑（20150頗），相 當(dāng)高的氣孔率（60%以上）及較高的機(jī)械強(qiáng)度。由于氮化硅陶瓷具有優(yōu)良的耐火 性和耐氣候性，因而Si3N4多孔陶瓷可望用在地鐵等防火要求極高的場合及電視 發(fā)射中心。影院等有較高隔音要求的場合，效果將更好。（3）用作隔膜材料，目前廣泛使用的多孔陶瓷膜材質(zhì)有氧化鋁質(zhì)、石英質(zhì)、 硅酸鋁質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明氮化硅質(zhì)的多孔陶瓷隔膜材料強(qiáng)度明顯高于常用氧化鋁質(zhì)， 不久將替代當(dāng)前引人注目的固體氧化物隔膜。（4）用作敏感元件，多孔陶瓷可用作濕敏傳感器、測量壓力及紅外發(fā)射、吸 收等元件，且氮化硅陶瓷耐高溫、耐腐蝕，適應(yīng)許多特殊場合，則Si3N4多孔陶 瓷在敏感元件上更具有廣闊的開發(fā)前

6、景。（5）生物工程材料，氮化硅陶瓷早被用作醫(yī)學(xué)、生物材料。由于Si3N4多孔 陶瓷生物相容性好，理化性能穩(wěn)定，無毒副作用，則其肯定將成為生物工程方面 研究的一個(gè)熱點(diǎn)。3氮化硅的制備方法多孔氮化硅的制備與其他多孔陶瓷的制備方法差不多，但表現(xiàn)出一些新的、 待研究的現(xiàn)象。多孔氮化硅可以認(rèn)為是一種復(fù)合出材料。增強(qiáng)相（孔）的大小形狀 及分布、基體出材料（氮純硅）本身的性質(zhì)、基本材料與增強(qiáng)相之間的相互作用都 是研究多孔氮化硅陶瓷必須考慮的問題，獲得氮化硅多孔陶瓷的方法主要有加入 造孔劑，燒結(jié)后造孔劑揮發(fā)，從而形成多孔結(jié)構(gòu)；常壓燒結(jié)法，即通過降低燒結(jié) 溫度，減少添加劑含量等，制備一定孔隙率的氮化硅陶瓷；用碳

7、熱還原法，二氧 化硅，活性碳，少量的燒結(jié)助劑和品種為原料，用碳熱還原法制備了多孔氮化硅 陶瓷3.1添加造孔劑法制備多孔氮化硅陶瓷該工藝通過在陶瓷配料中添加造孔劑，利用造孔劑在坯體中占據(jù)一定的空 間，然后經(jīng)過燒結(jié)，造孔劑離開基體而成氣孔來制備多孔陶瓷，其工藝與一般陶 瓷工藝流程相似，主要在于造孔劑的選擇和用量上，造孔劑的種類、粒徑和用量 的選擇十分考究。造孔劑的基本要求是在加熱過程中易于排除；排除后在基體中 無有害殘留物；不與基體反應(yīng)，對環(huán)境無害。一般將造孔劑分為無機(jī)和有機(jī)兩類， 無機(jī)造孔劑有碳酸銨、碳酸鈣、碳酸氫銨、氯化銨等高溫可分解鹽類以及各類碳 粉，有機(jī)造孔劑主要是一些天然纖維、高分子聚合

8、物和有機(jī)酸等添加造孔劑法， 由于可以任意改變造孔劑的種類、加入量和造孔劑顆粒直徑，而能制成各種不同 孔徑及分布的多孔陶瓷，滿足各種使用要求。與其它幾種方法相比，加入造孔劑 法的成本最低。通過在氮化硅基體中添加一定量的納米碳粉，制備了氣孔率大予40%、強(qiáng)度 大于100MPa的多孔氮化硅陶瓷。納米碳粉的存在，可以與si3N4表面的SiQ2或者 與SiN本身反應(yīng)，生成的極細(xì)的SiC能釘扎在0-SiN晶界上，易于得到長徑比 3 43 4大的品粒，有利于強(qiáng)度的提高。為了解決納米碳粉高成本以及分散性不好等問題， 還通過酚醛樹脂裂解生成玻璃碳方法，得到氣孔率大于45%、強(qiáng)度大于180MPa 的多孔氮化硅陶瓷

9、，較添加納米碳粉試樣有很大提高。yang F等研究了通過添 加纖維和球形淀粉成孔劑得到不同形狀孔的多孔氮化硅的相關(guān)性能。纖維狀孔的 引入使強(qiáng)度在低含量時(shí)急劇降低，而后平穩(wěn)。分析了在相同孔率條件下，加入纖 維形成的柱狀孔比加入淀粉形成的球狀孔的滲透率高得多，但強(qiáng)度基本相當(dāng)。 Diaz A也分析了添加不同種類及含量的淀粉所燒結(jié)得到的多孔氮化硅陶瓷的性 能。添加不同成孔劑可以制備不同孔徑大小和不同孔形狀的多孔氮化硅陶瓷，還 可以采用不同的成型方法制得形狀復(fù)雜、氣孔結(jié)構(gòu)各異的制品。此法工藝過程簡 單，添加劑少，成本較低，但其難以制得高氣孔率制品，而且氣孔分布均勻性較 差，影響其性能。若能提高陶瓷坯體中

10、氣孔分布均勻性，將大大提升此法制備多 孔陶瓷的可靠性。3.2常壓燒結(jié)制備多孔氮化硅陶瓷研究氮化硅由于強(qiáng)的Si-N共份鍵和慢的原子擴(kuò)散速率，使其本身很難燒結(jié)致密 化，所以一般需添加燒結(jié)助劑。燒結(jié)助荊的加入將促進(jìn)其致密化并影響其微觀結(jié) 構(gòu)的發(fā)展。少量添加劑形成少量液相，而不同添加劑形成不同粘度的液相，使得 在不影響a -P的轉(zhuǎn)變條件下，致密化程度受阻，在陶瓷中形成孔隙從而制備多 孔氮化硅陶瓷。利用此原理，通過控制燒結(jié)劑的量及種類，可以達(dá)到調(diào)節(jié)燒結(jié)體 孔隙率的目的。通過不同功能成分設(shè)計(jì)研究了添加不同燒結(jié)劑多孔氮化硅陶瓷的微觀結(jié)構(gòu) 的發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)少量的添加劑有助于形成孔隙，不同半徑的稀土金屬燒結(jié)劑對

11、 孔隙率及性能都有一定的影響。YangF也做了相關(guān)的研究，對添加5%多種燒結(jié) 助劑后的性能進(jìn)行了分析，得出添加Lu203的試樣在孔隙率為50%時(shí)，強(qiáng)度達(dá) 188MPa，斷裂韌性為3. 1MPa ml / 2。并通過添加不同量的Yb2O3作為燒助燒結(jié) 劑制備多孔氮化硅，使其孔隙率高達(dá)60%。有人研究用Y0 LuO A10作為燒結(jié)劑，發(fā)現(xiàn)Y0作為燒結(jié)助劑對于氮2 3、2 3、2 32 3，化硅陶瓷的燒結(jié)活性具有最大的促進(jìn)作用，LU2O3，次之，而A1203，的促進(jìn)作用 最差；通過調(diào)節(jié)燒結(jié)助劑種類、用量和控制燒結(jié)溫度，可以制備氣孔率3560%、 彎曲強(qiáng)度35150 MPa、介電常數(shù)2. 54. 0、

12、介電損耗5 X103的氮化硅多孔 陶瓷材料。通過控制燒結(jié)助劑的量及種類，調(diào)節(jié)陶瓷致密化程度的方法，可以制備孔隙 率可控的氮化硅陶瓷。此方法工藝簡單，對設(shè)備要求低，是一種很有前途的制備 方法。但致密程度不高一定程度上犧牲了氮化硅陶瓷的機(jī)械性能，因而選擇合適 種類和合適量的燒結(jié)助荊，對此工藝及其重要。3.3用碳熱還原法制備多孔氮化硅陶瓷此法制備多孔氮化硅陶瓷是通過廉價(jià)的二氧化硅在高溫氮?dú)鈿夥障碌奶紵?還原反應(yīng)原位生成a-Si3N4后在燒結(jié)助劑的作用下相變成0-Si3N4。其中由44% 的反應(yīng)失重得到多孔氮化硅。在20世紀(jì)80年代就研究了利用碳熱還原法制備 Si3N4 粉。制備方法為，在配好的粉料中

13、加入乙醇，以氮化硅球作為球磨介質(zhì)在尼龍罐 中濕磨48h，使粉料混合均勻.然后把混合好的漿料在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中干燥后過40 目篩，模壓成型，壓成46mm x 5mm x 5mm的長條形試樣，放在涂有BN的石墨坩堝 中，接著放入多功能爐中.在0. 5MPa的氮?dú)鈮毫ο聼Y(jié)，燒結(jié)溫度為：1750 C; 燒結(jié)時(shí)間為：2h。工作者分析了不同粒徑二氧化硅、不同活性碳粉、少量燒結(jié)助劑和添加晶種 條件下不同燒結(jié)工藝燒結(jié)出的多孔陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展及其對力學(xué)性能的影響。 多孔氮化硅陶瓷的孔隙率主要受燒結(jié)前生坯密度，燒結(jié)后線性收縮率和反應(yīng)失重 的影響.反應(yīng)過程中的理論失重是44%，失重隨著二氧化硅粒徑的減小而增大。 氮

14、化硅陶瓷強(qiáng)度，隨著二氧化硅粒徑的減小，試樣的彎曲強(qiáng)度急劇上升，這是因 為隨著二氧化硅粒徑的減小，孔隙率急劇下降，顆粒明顯細(xì)化，長徑比逐漸增加 的緣故。此法制備的多孔氮化硅的孔隙率在高達(dá)70%75%時(shí)，強(qiáng)度還有5 8MPa。隨著Si02粒徑的減小，反應(yīng)失重和線收縮率提高，棒狀（3-S13N4晶粒逐 漸細(xì)化，晶粒的長徑比增加，而孔隙率減小，這些均使得強(qiáng)度急劇提高。采用碳 熱還原法，由于si02和碳粉顆粒都相對較小，使得燒結(jié)體的孔徑較小，比表面 積大，而且形成的是空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可用作過濾器件。由于碳來源廣泛，使采用 此法制備的產(chǎn)物表現(xiàn)出多樣性，可滿足不同應(yīng)用的需求，比如利用木材作為碳的 來源，可以得

15、到類木質(zhì)結(jié)構(gòu)的多孔氮化硅陶瓷。二氧化硅，活性碳，少量的燒結(jié)助劑和品種為原料，用碳熱還原法制備了多 孔氮化硅陶瓷，使用成本很低的Si02和活性碳為原料，用碳熱還原法原位制備 了含有柱狀結(jié)構(gòu)，高氣孔率（由于反應(yīng)有44%的失重）的Si3N4多孔陶瓷，可以克 服Si3N4粉末價(jià)格高的缺點(diǎn)，除此之外，這種方法對環(huán)境友好.因此用這種方法 制備的多孔氮化硅陶瓷有非常好的應(yīng)用前景.3.4擠壓成形制備多孔氮化硅陶瓷本方法以甲基纖維素作粘結(jié)劑配制氮化硅泥料，利用柱塞式擠壓模具通過 擠壓成形法制備多孔氮化硅陶瓷。研究擠壓、干燥、排膠、燒結(jié)等各個(gè)工藝階 段坯體的開氣孔率、體積密度、彎曲強(qiáng)度、顯微結(jié)構(gòu)及相轉(zhuǎn)變等的變化規(guī)

16、律。最 后利用蜂窩陶瓷模具，首次成功擠出具有廣泛應(yīng)用前景的氮化硅蜂窩陶瓷。首先把氮化硅、氧化釔和甲基纖維素粉末進(jìn)行干混，然后相繼加入水和甘油 在研缽中輪輾約20 min，以打破顆粒團(tuán)聚并獲得組分均勻的泥料。原料中各成 分配比為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：氮化硅：68. 6%,氧化釔：3.4%,甲基纖維素：23%, 水：18. 8%,甘油：6. 9%，最終泥料中液相體積分?jǐn)?shù)為50. 3%。把泥料放 入自制的柱塞式擠壓模具中在常溫下進(jìn)行擠壓，其中料筒直徑為25 mm，錐形模 具的入口角為31. 80，擠出圓柱形試樣的直徑為8. 8 mm，擠出試樣切割成約 40 mm長的試樣后，在40C下烘干，干燥后的試樣在60

17、0C下排膠以去除有機(jī)物。 最后把排膠后試樣放入涂有氮化硼的石墨坩蝸里，在燒結(jié)爐（High multi 5000， 日本）中燒結(jié)。燒結(jié)溫度為1750C，燒結(jié)氣氛為0.5MPa的氮?dú)鈮?，時(shí)間為2 h。擠壓后試樣的氣孔率為零，這表明擠壓所用的泥料中，固體顆粒堆積所成的 氣孔全部被液相填充。而在烘干和排膠后開氣孔率有大幅增加，分別為36. 6% 和52. 2%。這些氣孔率分別來自烘干時(shí)水的蒸發(fā)和排膠時(shí)甲基纖維素和甘油在 較高溫度下的分解排除。這一點(diǎn)從相應(yīng)的失重率上也可以得到很好的解釋（和配 方中原料組成都很接近）。這時(shí)試樣的線收縮率也接近零，這表明擠壓所用的泥 料液相基本上剛好填充固體顆粒堆積所成的孔

18、隙，所以液相的蒸發(fā)不會引起較大 的收縮率。此外還可以看到，在各階段后試樣在徑向和縱向收縮率沒有明顯差別， 這是因?yàn)樵现蟹勰╊w粒基本都是等軸狀的，所以擠壓過程不會導(dǎo)致試樣結(jié)構(gòu)呈 現(xiàn)明顯的各向異性。燒結(jié)后試樣的開氣孔率大幅下降到39. 2%，這與燒結(jié)后的 較大收縮率有很大關(guān)系。氮化硅的液相燒結(jié)機(jī)制表明，高溫下燒結(jié)助劑和氮化硅 表面的二氧化硅形成液相，從而導(dǎo)致較大毛細(xì)力而引起試樣明顯收縮。此外，試 樣在燒結(jié)后有11%的失重率，這是由氮化硅在高溫下的分解造成的。在本研究 中，高失重率對于提高最終多孔氮化硅的氣孔率應(yīng)該是有利的，所以可以通過減 少燒結(jié)時(shí)氮?dú)鈮毫Φ姆椒ㄌ岣呤е芈?，從而獲得更高的氣孔率。在

19、擠壓、干燥、排膠、燒結(jié)等各個(gè)工藝階段坯體的開氣孔率、體積密度、 彎曲強(qiáng)度、顯微結(jié)構(gòu)及相轉(zhuǎn)變發(fā)生明顯變化。燒結(jié)后的多孔氮化硅的氣孔率約 為40%，孔隙主要棒狀盧，小相互搭接而形成。利用蜂窩陶瓷模具，首次成功擠出具有廣泛應(yīng)用前景的氮化硅蜂窩陶瓷。在 未來的汽車尾氣處理領(lǐng)域，有望取代當(dāng)前廣泛使用的堇青石材質(zhì)蜂窩陶瓷。擠壓 成形是制備多孔氮化硅陶瓷一種有效而實(shí)用的方法。3.5凝膠注模成型制備微多孔氮化硅陶瓷美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室首次提出了凝膠注模成型工藝（Gelcasting）,利用漿 料內(nèi)部少量添加劑的化學(xué)反應(yīng)作用，使陶瓷漿料原位凝固形成坯體，獲得具有良 好微觀均勻性的素坯，從而顯著提高材料的可靠性，

20、為凈尺寸成型和生產(chǎn)形狀復(fù) 雜和高質(zhì)量的制品找到了一條低成本制備高性能坯體的方法。美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室首次提出了凝膠注模工藝，它是一種被廣泛應(yīng)用的新 型成型方法，這種新的成型技術(shù)采用非孔模具，利用料漿內(nèi)部或少量添加劑的化 學(xué)反應(yīng)作用，使陶瓷料漿原位凝固成坯體，獲得具有良好微觀均勻性和較高密度 的素坯凝膠注模中，由于有機(jī)物的燒除、無壓燒結(jié)的部分致密化和氮化硅在堿 性條件下的水解等而得到多孔氮化硅。利用聚丙烯酰胺（PAM，2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，基于氮化硅粉體）溶于去離子水中，機(jī) 械攪拌10 min后加入一定量的單體（10%25%，以去離子水的質(zhì)量為基準(zhǔn)）、 交聯(lián)劑和分散劑，形成預(yù)混液；然后在該預(yù)混液中加入氮

21、化硅粉體和適量的燒結(jié) 助劑（1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，A10 ； 2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，Y0，基于氮化硅粉體），調(diào)節(jié)pH值為 2 32 311，球磨12 h后制得漿料，漿料真空除氣后加入引發(fā)劑再除氣然后注模，在65r 反應(yīng)40 min使?jié){料膠凝固化，脫模；最后在溫度25r和濕度98%的條件下干燥。 基于干燥后坯體的熱失重曲線分析，坯體失重主要從220r開始，550r結(jié)束， 同時(shí)由于坯體中的有機(jī)物含量較高，因此脫脂所選用的具體制度如下：從室溫全 200r，升溫速率為60C/h，從200rM 550C，升溫速率為10C/h，并在550C 保溫8 h。在常壓氮?dú)鈿夥罩幸?0 C/min的速率升溫至1730C進(jìn)行燒結(jié)，保

22、 溫1 h，得到陶瓷燒結(jié)體。有人分析了氮化硅漿料的性質(zhì)，通過調(diào)節(jié)分散劑和pH值等降低粘度，得到 適合凝膠注模用漿料?？紫堵孰S著漿料固相含量的減少而增大。張雯等較全面地 研究了凝膠注模工藝制備多孔氮化硅，制備了結(jié)構(gòu)比較均勻并有較高氣孔率的多 孔氮化硅陶瓷，其氣孔率大于50%，強(qiáng)度大于150MPa。指出均勻分布的氣孔和 0-Si3N4柱狀品結(jié)構(gòu)是獲得高性能的主要原因，同時(shí)分析得出添加成孔劑納米碳 粉和酚醛樹脂，可以使多孔陶瓷的性能得到進(jìn)一步提高，在氣孔率高達(dá)60%時(shí) 抗彎強(qiáng)度仍大于100MPa，這與引入碳后反應(yīng)生成的SiC微品等有很大關(guān)系。此 處SiC的生成與單獨(dú)添加納米碳粉的作用是類似的。該制備

23、技術(shù)工藝簡單，得到 的成型坯體組分均勻、密度均勻，而且可以機(jī)械加工，易成型復(fù)雜形狀的零部件， 實(shí)用性很強(qiáng)，是一種重要的制備技術(shù)。該工藝中關(guān)鍵點(diǎn)在于凝膠注模工藝的凝膠 化控制、坯體的干燥及排膠條件。4結(jié)語添加不同成孔劑可以制備不同孔徑大小和不同孔形狀的多孔氮化硅陶瓷， 還可以采用不同的成型方法制得形狀復(fù)雜、氣孔結(jié)構(gòu)各異的制品。此法工藝過程 簡單，添加劑少，成本較低，但其難以制得高氣孔率制品，而且氣孔分布均勻性 較差，影響其性能。若能提高陶瓷坯體中氣孔分布均勻性，將大大提升此法制備 多孔陶瓷的可靠性；采用碳熱還原法，由于Si02和碳粉顆粒都相對較小，使得 燒結(jié)體的孔徑較小，比表面積大，而且形成的是

24、空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可用作過濾器件。 由于碳來源廣泛，使采用此法制備的產(chǎn)物表現(xiàn)出多樣性，可滿足不同應(yīng)用的需求， 比如利用木材作為碳的來源，可以得到類木質(zhì)結(jié)構(gòu)的多孔氮化硅陶瓷；采用常溫 燒結(jié)法，成功地制備了具有較高強(qiáng)度和較高氣孔率的多孔氮化硅陶瓷。通過調(diào)節(jié) 燒結(jié)助劑種類、用量和控制燒結(jié)溫度，可以制備氣孔率3560%、彎曲強(qiáng)度35 150 MPa、介電常數(shù)2. 54. 0、介電損耗5 X103的氮化硅多孔陶瓷材料；擠 壓成型法利用蜂窩陶瓷模具，可以擠出具有廣泛應(yīng)用前景的氮化硅蜂窩陶瓷。有 望取代當(dāng)前廣泛使用的堇青石材質(zhì)蜂窩陶瓷。擠壓成形是制備多孔氮化硅陶瓷一 種有效而實(shí)用的方法；凝膠注模法該制備技術(shù)工藝

25、簡單，得到的成型坯體組分均 勻、密度均勻，而且可以機(jī)械加工，易成型復(fù)雜形狀的零部件，實(shí)用性很強(qiáng)，是 一種重要的制備技術(shù)。該工藝中關(guān)鍵點(diǎn)在于凝膠注模工藝的凝膠化控制、坯體的 干燥及排膠條件。將氮化硅陶瓷優(yōu)良的機(jī)械性能應(yīng)用于其多孔陶瓷中，使其能滿足一些特殊場 合（耐高溫、耐腐蝕等）的需要。隨著制備技術(shù)研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)了一些特殊 的現(xiàn)象，新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)鼓舞了人們對其制備技術(shù)的進(jìn)一步研究?，F(xiàn)在研究的主要 方向是傳統(tǒng)制備多孔陶瓷方法的改進(jìn)以及新制備技術(shù)的開發(fā)。今后在其基礎(chǔ)上， 應(yīng)對其進(jìn)行量化研究，使其能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。多孔氮化硅制備成本高，一 定程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用，所以多孔氮化硅陶瓷的低成本化也是以后研究的 重點(diǎn)。參考文獻(xiàn)1、葛偉萍，趙昆