對于無壓燒結工藝而言，冷壓成坯-高溫N2氣氛保護無壓燒結得到的產物致密度普遍不高，750℃模壓成型-高溫N2氣氛無壓保護得到的燒結產物致密度除預加AIN量為60wt%的燒成坯體可獲得97.2%的致密度外，其他各原料配比得到的燒成產物致密度也偏低。從而，對于無壓燒結工藝所獲得的產物，抗彎強度和斷裂韌性都較差。圖1列舉了兩種無壓燒結工藝得到的燒成產物抗彎強度和實測結果。圖中反映，隨著預添AIN量的遞增，高溫無壓燒結產物的力學性能可獲得一定的提高;750℃模壓成型后經高溫無壓燒結的燒結產物抗彎強度比僅冷壓成型的無壓燒結產物要高;未添加AIN的原料體系，在1600℃~1800℃的燒結溫度范圍內，隨著溫度的提高，逐漸增強。

  對比無壓燒結致密過程發現隨著燒結溫度的升高，無壓燒結產物致密度獲得一定的提高，即燒結溫度和 AIN的預添量在以Al、C（炭黑）和Si3N4為反應原料，預加部分AIN并以 Y2O3助燒的情況下無壓燒結AIN/SiC復合陶瓷材料的工藝條件下，是影響強度的主要因素。

  針對熱壓燒結工藝，選取了450℃起始加載10MPa至高溫1850℃保溫保壓結束的熱壓燒結工藝，討論AlN的預加入與力學性能之間的關系如圖2所示。由圖2，可發現在60wt%范圍內，隨著AIN預加量的遞增，燒成產物的抗彎強度從616MPa附近下降至374MPa附近，而斷裂韌性呈升高的趨勢。抗彎強度的規律性同該工藝熱壓燒結預加AIN的原料體系致密度規律相符合，即致密度的下降會導致抗彎強度的下降。這個規律性較其他復合陶瓷材料是一致的。同時根據復相陶瓷的燒成規律，力學性質也由其組織晶粒間界面狀態和孔隙及狀態所決定。參考燒成產物的物相分析，以 Al、C（炭黑）和Si3N4作為原料，引入Y2O3反應燒結的結果是有部分YAG和Sialon處于晶界相位置。因YAG和Sialon與SiC在高溫環境中能夠形成一定程度的浸潤，而與AIN 的界面都不能夠充分浸潤。另一方面，AIN本身不具有熔融溫度，只能在高于2200℃升華。因此，可認為在本研究采用的反應燒結產物中，AlN與其他物相界面的結合也是決定其力學性能的根本因素之一。

  斷裂韌性方面，除空隙率影響的因素外，主要還和斷裂機制有關。由于AIN的結構屬于六方閃鋅礦結構,反應制備AlN/SiC復合材料過程中,新生成的AIN結晶狀態比較容易形成具有一定長徑比的晶體顆粒。另外，對于預加AIN的燒結產物而言，盡管物相組成反映的情況表明預加AIN并未直接參與反應，然而其顆粒本身具有六方結構,高溫階段反應得到的AIN在預加的AIN顆粒表面更加容易結晶促使預加AIN顆粒進一步長大，從而更加容易獲得具有長徑比的AIN顆粒。這些具有一定長徑比的AlN顆粒盡管對抗彎強度的貢獻不**，但是對于斷裂過程而言有較為**的影響。這種影響也可由燒成產物的斷口形貌反映，如圖3所示。

  分析圖3，反映以Al、C（炭黑）和 Si3N4為基礎原料，在有Y2O3 3wt%的情況下預加不同填量AIN混合后經過1850℃、10MPa熱壓燒結得到的4種斷口形貌。據圖可發現隨著預加AIN的的加入，產物中AIN顆粒的尺寸略微增大，并趨向于具有長徑比的六方相Z軸生長，進而促使燒成產物斷裂時，在沿晶斷裂的機制以外，還有導致裂紋偏轉的AIN晶粒;同時，由于部分AIN顆粒具有了一定的長徑比，在斷裂的過程中，可以導致部分AIN晶粒的拔出，從而進一步增加了斷裂韌性。因此，在原料體系中預加一定量的AlN，可因AIN在高溫反應過程中有序長大，起到自增韌的作用。因此，對于工藝和性能之間的關系討論，也需要對研究中選取的燒結工藝過程中Al、C(炭黑)、Si3N4、Y2O3以及預加AIN的反應燒結機理進行討論來支持。

  通過對熱壓燒結工藝反應制備AIN/SiC復合陶瓷材料的討論,本研究將Al、C(炭黑）和 Si3N4提出的化學計量比配料，預添AIN30wt%并加入Yz2O3 3wt%做為助燒劑，經混合后，450℃起始加載10MPa 至1850℃保溫保壓1.5h后卸載，獲得的AlN/SiC復合陶瓷材料經測試抗彎強度560+20MPa，斷裂韌性3.76+0.3MPa-m1/2，維氏硬度2.2GPa，致密度99.74%，表觀熱導達到103W/m·K。

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