編號：CYYJ03822
篇名：球磨介質(zhì)對氮化硅粉體的微觀形貌和表面氧化硅層的影響
作者：郗威 周楊楊 劉鵬飛 韓召
關(guān)鍵詞： 球磨介質(zhì) 氮化硅粉體 顆粒微觀形貌 表面氧化硅層 氧含量
機構(gòu)： 安徽工業(yè)大學(xué)冶金工程學(xué)院
摘要： 氮化硅(Si3N4)粉體極易氧化,表面氧化硅層氧含量過高會對Si3N4陶瓷的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能產(chǎn)生不利影響。在球磨法細化Si3N4粉體過程中,分別選取去離子水、無水乙醇和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉(NaOH)溶液作為3種球磨介質(zhì),研究不同球磨介質(zhì)對細化后的Si3N4納米粉體的顆粒粒徑和表面氧化硅層氧含量的影響;采用X射線衍射分析儀、激光粒徑儀、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、高分辨透射電子顯微鏡、氧氮分析儀、傅里葉變換紅外光譜儀和X射線光電子能譜儀分析Si3N4納米粉體的物相組成、粒徑分布、微觀形貌、表面氧化硅層的氧含量、化學(xué)基團和化學(xué)鍵種類及濃度;探討堿液法球磨制備表面氧化硅層的氧含量較低的Si3N4粉體的機制。結(jié)果表明:以NaOH溶液為球磨介質(zhì)時,Si3N4粉體先與水反應(yīng)生成非晶氧化硅層,NaOH再和氧化硅層發(fā)生反應(yīng),球磨過程加速了Si3N4粉體表面氧化硅層的溶解和剝離,降低了表面氧化硅層的氧含量,減小了顆粒粒徑,實現(xiàn)了Si3N4粉體的細化;表面氧化硅層的氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從1.00%僅增加到1.25%,顆粒平均粒徑從3.50μm減小為0.71μm,微觀形貌由長條狀變成分散性較好的球形顆粒;球磨后的Si3N4納米粉體的O—Si—O鍵的物質(zhì)的量濃度從15.06%減小為11.24%;與去離子水和無水乙醇相比,以NaOH溶液為最優(yōu)球磨介質(zhì)。
