埋粉组成对多孔Si3N4陶瓷结构和性能的影响

来源：机械工程材料杂志2025年第5期北京时间：

作者：田云龙, 祁海, 郭方全, 曹冲, 韩伟月, 李鹏飞, 钱豪杰

摘要：利用凝胶注模成型工艺制备α-Si3N4陶瓷素坯，并分别埋在BN、BN+Y2O3+Al2O3（物质的量比1∶1∶1）、BN+Y2O3+Al2O3+Si3N4（物质的量比1∶1∶1∶1）的粉床中，采用气压烧结工艺制备多孔Si3N4陶瓷，研究了埋粉组成对陶瓷物相组成、微观结构、抗弯强度和介电性能的影响。结果表明：利用BN埋粉烧结得到的多孔Si3N4陶瓷由α-Si3N4颗粒组成，孔隙率最高，抗弯强度和介电常数最低；利用BN+Y2O3+Al2O3埋粉烧结得到的陶瓷主要由颗粒状α-Si3N4组成，少量短柱状β-Si3N4相分散在α-Si3N4中，孔隙率较高，抗弯强度和介电常数较低；采用BN+Y2O3+Al2O3+Si3N4埋粉烧结得到的陶瓷由长柱状β-Si3N4相组成，β-Si3N4晶粒交叉互锁形成孔洞，孔隙率最低，抗弯强度和介电常数最高。利用不同组成埋粉烧结得到陶瓷的介电损耗均在10−3数量级，陶瓷的透波性能优异。利用BN+Y2O3+Al2O3+Si3N4埋粉烧结得到的多孔Si3N4陶瓷的性能最优，其孔隙率为53.7%，抗弯强度为128.2 MPa，介电常数为2.96，介电损耗为1.62×10−3。

关键词：多孔Si3N4陶瓷, 埋粉烧结, 微观结构, 介电性能