以硅粉为原料,通过添加成孔剂球形颗粒,以聚乙烯醇作粘结剂,采用包覆工艺、干压成型,反应烧结制备了多孔氮化硅陶瓷,对比了包覆工艺对实验结果的影响。结果表明,采用包覆工艺较未采用包覆工艺制得的多孔氮化硅陶瓷有着更高的气孔率,宏观孔分布均匀,有较多的微孔,介电性能良好。

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2 8第 9 3) 0年 0期(9鲞

包覆工艺制备多孔低介电氮化硅陶瓷的研究 胡汉军，万城，周李坊森， 发，冬梅，罗朱徐洁 (北工业大学，固技术国家重点实验室，西凝陕西西安 7 O 7 ) 1 O 2 摘要：以硅粉为原料， 通过添加成孔剂球形颗粒，

和 0 1 a的压力下， 0 3 mi加热速率升温 . MP以 .℃/ n的到 18℃, 3 0在反应烧结炉内氮化。另做一组未经包覆

以聚乙烯醇作粘结剂，用包覆工艺、采干压成型，应反烧结制备了多孔氮化硅陶瓷，比了包覆工艺对实验对

工艺，它实验条件相同的试样，其以作对比。 23分析与测试 .

结果的影响。结果表明，用包覆工艺较未采用包覆采工艺制得的多孔氮化硅陶瓷有着更高的气孔率，观宏

用 Arhme e测量材料的气孔率。用 O YM- ci d法 L P MG3光学显微镜观察样品的孔结构和孔分布。 USP 用扫描电子显微镜 ( E, d l -7, tc )察 S M Mo e S5 0 Hi h观 a试样的显微结构。将试样加工成 2 . 6 2 8 mm×1 . 6 0 1 mmX( .±0 1 mm的薄片， E 3 2 20 .)用 8 6 B网络分析仪 (频率：.~1 . GHz测试其复介电常数。复介电常 82 2 4 )数的表达式为：

孔分布均匀，有较多的微孔，电性能良好。介 关键词：包覆； 多孔氮化硅；孔剂；电成介中图分类号： TQ1 4 7文献标识码： A

文章编号：0 19 3 (0 8 0— 4 00 1 0 -7 1 2 0 ) 91 8—3

1引言 多孔陶瓷是一种新型功能陶瓷，已被广泛用于冶金、化工、生物、空航天等领域[]航 1。人们已经开发出矗 多种多孔陶瓷的制造工艺，添加成孔剂、机泡沫体如有浸渍、发泡、冻一冰干燥等[。其中添加造孔剂工艺， 3]

E一≤一 损耗角正切表达式为： ”

t n6= - a s - r ￡

可以采用不同成型方法制得形状复杂的多孔陶瓷。但是该法所得多孔陶瓷孔径分布不均匀，隙较低。本孔文以 S粉为原料，过加造孔剂 (脂酸 )采用包覆 i通硬和

s为相对

介电常数。

3结果与讨论 3 1成孔剂含量和气孔率的关系 .表 1是选取的实验配方， 1给出了成孔剂含量图 和气孔率的关系。 表 1实验配方 Ta l p rme tp e c i t n b e 1 Ex e i n r s rp i o

工艺、反应烧结制备出不同气孔率，且孔分布均匀，孔径大约在 8 0z的多孔低介电氮化硅陶瓷，析对比 0/ m分了包覆工艺对气孔率、观形貌、宏显微组成、分布的孔 影响 引。

2实验 21原 .料

N. O l 2 3 4

硅粉含量 ( ) 8O 7O 6O 5O

成孔剂含量( )% 2 0 3 0 4 0 5 0

S粉 (均粒径￣ 2/纯度≥ 9 . 5 (量分 i平 4 m, z 99%质

数); )硬脂酸球 (径 8 0 m,学分析纯 )聚乙烯醇粒 0/化 z;溶液 ( VA,子量 1 0,度 2 ) N2(≥ P分 00浓 O; N2 9 . 9, 9 9 9分析纯);H2 H2 9 . 9%,析纯) (≥ 9 99分。 2 2工艺过程 .

按配方称量硬脂酸球，与适量的 P VA溶液混合， 使每颗硬脂酸球表面均匀包覆上一层 P VA;与硅粉充

誊 ‘

分混合搅拌，硬脂酸球表面包覆上一层硅粉，筛。使过 筛上为包覆后的球，下为包覆后剩余的硅粉，筛对包覆 后的硬脂酸球干燥后，复包覆，至筛下的硅粉都均反直匀包覆到硬脂酸球表面； 3"干燥包覆后的球在 0C下

图 1成孔剂含量和气孔率的影响 Fi fc fp r-o m ig a e to o o iy g lEfe to o ef r n g n n p r st

2mn, 0 i后在柱形钢模中混合， 4MP以 0 a的压力干压 成 07 mm×5 0 mm的块； 2 0除去硬脂酸，到的在 0℃得

从图 1可以看出，成孔剂含量从 2 (量分当 O质

多孔素坯在 9 N。 H。的混合气体的流动气氛 5+5

数 )加到 5%(量分数 )采用包覆工艺的试样气增 O质，

*

基金项目：国家科学自然基金资助项目( 0 0 0 6 9 3 5 1)收到初稿日期：0 80—7 2 0—30收到修改稿日期：0 80 3 20 51通讯作者：万城周作者简介：胡汉军 ( 9 3,

, 18一)男甘肃天水人，在读硕士，师承周万城教授，事功能材料研究。从

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