文献类型：期刊文章

作　　者：马茸茸[1] 张电[1,2] 刘一军[3] 刘静[1] 杨晓凤[1] 李延军[1] 马爱琼[1]

MA Rongrong;ZHANG Dian;LIU Yijun;LIU Jing;YANG Xiaofeng;LI Yanjun;MA Aiqiong(College of Materials Science and Engineering,Xi’an University of Architecture and Technology,Xi’an 710055,China;State Key Laboratory of Advance Refractories,Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co.,Ltd.,Luoyang 471039,China;Monalisa Group Co.Ltd,Foshan 528211,China)

机构地区：[1]西安建筑科技大学,材料科学与工程学院,西安710055 [2]中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司,先进耐火材料国家重点实验室,洛阳471039 [3]蒙娜丽莎集团股份有限公司,佛山528211

出　　处：《材料导报》

基　　金：陕西省重点研发计划(2018GY-113);先进耐火材料国家重点实验室开放课题(201804);西安建筑科技大学材料科学与工程学院青年博士基金项目。

年　　份：2020

卷　　号：34

期　　号：9

起止页码：101-109

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、UPD、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：多孔氮化硅陶瓷(Si 3N 4-PC)在流体过滤器、催化剂载体、宽频透波材料、复合材料乃至组织工程等领域存在广阔的应用前景。近年来,Si 3N 4-PC的研究主要致力于发展多种方法以提高气孔率并优化孔形貌,从而改善渗透率和比表面积等重要参数。通常,不完全烧结法制得的Si 3N 4-PC气孔率仅40%,而模板复制法和直接发泡法制得的Si 3N 4-PC气孔率高达70%以上,但其力学性能明显恶化,耐压强度仅为10 MPa。通过调控烧结工艺、原料和烧结剂,生成大量纤维状和柱状的微观组织,可使Si 3N 4-PC弯曲强度提高至100 MPa以上,然而,气孔率却降至55%以下。此外,一些研究将挤出成形法、牺牲模板法与不同烧结工艺相结合,试图形成耦合孔结构以兼顾气孔率和力学性能,但效果不佳。当前研究中,Si 3N 4-PC的制备方法、孔结构和性能数据及其规律性缺乏梳理和总结,提高Si 3N 4-PC的综合性能遭遇瓶颈。实质上,气孔率和孔形貌是渗透率等参数的主要影响因素,而孔壁则是承受载荷的中心,孔壁的显微结构是Si 3N 4-PC力学性能的决定因素,并对比表面积等核心指标产生显著影响,而原料种类和高温过程是孔壁结构形成的基础和控制机制。针对这些基本问题,本文分析了近年来Si 3N 4-PC的制备及应用等研究工作,将目前Si 3N 4-PC的制备方法归纳为两类,即通过烧结形成气孔法与通过成形引入气孔法。前者包括不完全烧结法、相变烧结法、反应烧结法和碳热还原氮化法,后者包括挤出成形法、直接发泡法、模板复制法和牺牲模板法等;分析了这些方法制备Si 3N 4-PC的特点和不足;通过文献数据汇总标明了当前Si 3N 4-PC的气孔率和强度等性能水平;揭示气孔率-强度及孔径-比表面积等构效关系中的矛盾平衡是制约其综合性能的瓶颈。基于颗粒原料及工艺,Si 3N 4-PC的综合性能难以突破,若采用Si 3N 4晶须和纤维�

关 键 词：多孔氮化硅陶瓷 构效关系 矛盾平衡  气孔率-强度  孔径-比表面积  

分 类 号：TQ174]