作者：金秀明,李勇,姚桂生,龙梦龙,秦海霞,马晨红,孙加林

作者单位：北京科技大学材料科学与工程学院

刊名：硅酸盐学报

ISSN：0454-5648

出版年：2017-12-16

卷：45

期：12

起页：1853

止页：1859

分类号：TB332,TQ175.1

语种：中文

关键词：氮化硅,氮化硅铁,高温稳定性,氧氮化硅

内容简介

以硅粉和氮化硅铁颗粒为原料,经高纯氮气气氛下烧结,制备出氮化硅/氮化硅铁复合材料。将氮化硅/氮化硅铁复合材料试样分别在1 500、1 600、1 700℃氮气气氛下重烧,探究其高温稳定性。结果表明:当重烧温度为1 500℃时试样中存在的物相有β-Si3N4、α-Si3N4、Si2N2O、SiC以及Fe3Si;当重烧温度达到1 600℃时,β-Si3N4含量增加,Fe3Si、Fe5Si3、FeSi3种硅铁合金共存,α-Si3N4、Si2N2O消失;当重烧温度上升到1 700℃时,β-Si3N4含量显著下降并重新出现α-Si3N4,Fe5Si3和FeSi相共存,Fe3Si相消失。结合热力学计算推断反应机理为:当重烧温度从1 500℃上升到1 600℃时,α-Si3N4、Fe–Si熔体中的Si以及Si2N2O均向β-Si3N4转变,导致β-Si3N4含量增加。当重烧温度上升到1 700℃过程中,熔融硅铁的存在加速了Si3N4的分解,导致β-Si3N4含量减少;试样冷却过程中,Si（l）、Si（g）将重新氮化形成氮化硅,使α-Si3N4重新出现。SiC在较高的温度下比Si3N4稳定,其反应的C源为结合剂中的残C,以及气氛中的CO。随温度升高,复合材料中Fe–Si合金的稳定顺序依次为:Fe3Si→Fe5Si3→FeSi。