are observed.Superior mechanical properties are closely related to the micro- structure features.In addition,different superstructures in a'-SiaN.are found by lattice imaging. KEY WORDS:silicon nitride,microstructure,grain boundary 为了使Si,N,高致密化。通常采用氧化物添加剂如MgO、A1Os或YzO,等，通过添加剂 与Si,N,粉末表面的SiO,在烧结过程中反应生成液相来促进致密化的，但这类烧结的Si,N, 材料中常在晶粒间界残留较多的玻璃相，从而引起高温强度的严重下降。为了寻找新的添加 剂，Prochazka S和Greskovich C D【I)发现用BeSiN:非氧化物作添加剂能得到高密度 的Si,N,材料，并且具有良好的高温强度，但由于这种材料的断裂韧性较低，且BSiN,本身 有毒，从而限制了它的实际应用。在前几年工作(2)的基础上选用ZxN、AIN作添加剂，热 压烧结得到S,N,陶瓷材料3)。本文着重对这种烧结材料的显微组织结构进行了分析。 1实验过程 采用上海电器陶瓷厂生产的SisN,粉末（X射线分析结果：a-S1N,~93.4%, B-Si,N。~5.9%,游离Si~0.7%)和自制的ZrN和A1N粉末作原料按一定摩尔比混合后， 在小型热压炉内以不同温度热压烧结。用X射线衍射方法对块状样品进行了相分析。为了进 行透射电子显微镜和EDS能谱分析，对1650℃和1800℃热压烧结的Si,N,材料用离子减薄法 制备了薄膜样品，薄膜样品的观察是在H-800型电镜200kV下进行的。 2实验结果和分析 2.1致密化过程 (1)热压温度对致密化的影响 采用ZrN、A1N复合添加剂热压烧结的方法，其最佳的热压烧结温度是1800℃，在此 温度下烧结可以获得最高密度，当烧结温度超过1800℃以后S13N,的分解加刷，相对密度开 始下降。 (2)致密化过程中的a→B相变 Si,N,存在a、B两个结构不同的相，在烧结致密化过程中需经历a→f相变。X射线衍射 分折结果表明：1570℃热压后有少昼a→转变，热压温度为650℃时两相含量比a叶B≈1， 温度升高到1750℃以后a→B转变基本完成。 卡 2.21800℃热压烧结的Si,N4材料的显撒组织结构 (1)经X射线衍射和透射电子显微镜观察及电子衍射分析得知，在1800℃烧结材料的 样品(ZAN样品)中，a'-Si,N,已全部转变为f'-Si,N,B'-Si,N相的晶粒尺寸为0.2一 0.84m,形貌为多边形，见图1。从一个'-Si。N,晶粒的波纹图可以观察到它的亚晶结构， 见图2。样品中除有B'主相外还有弥散的ZxN相，晶界处有ZO2和一种较复杂的结晶相以及 少量的玻璃相。在样品中还可以看到一些WS:的小颗粒，这是球磨过程中混入杂质所致。· 71丫 。 ， 妞 ， 一 ， ， 为 了使 。 ‘ 高致密化 。 通常采 用氧化物 添加 剂 如 、 或 等 ， 通过添加荆 与 ‘ 粉末表 面的 在烧结过程 中反应生 成液相 来促进致 密化 的 ， 但这 类烧结的 ‘ 材料中常在晶粒间界残 留较多的 玻璃相 ， 从而引起高温强度的严重 下降 。 为 了寻找新的添加 剂 ， 五 和 “ ’ 发现用 非氧化物 作添加剂能 得到 高 密度 的 ‘ 材料 ， 并且具有良好的 高温强度 ， 但 由于 这种材料的 断 裂韧性较低 ， 且 本身 有毒 ， 从而限 制 了它的 实际应 用 。 在前几年工作 〔 “ ’ 的基础 上选 用 、 作添 加 剂 ， 热 压烧结得到 占 ‘ 陶 瓷 材料 〔 “ ’ 。 本文着重对这 种烧结 材料的显 微 组 织结 构进行 了分 析 。 实 验 过 程 采 用上 海 』电 器 陶 瓷 厂 生 产 的 ‘ 粉 末 射 线 分 析赣 果 一 、 一 ” ， 声 一 。 ‘ 一 。 ， 游离 一 。 。 和 自制的 和 粉末作原料按 一 定摩 尔比 混 合 后 ， 在小型热压炉 内以不 同温度热 压烧结 。 用 射 线衍射 方法对块 状样品 进行 了相分析 。 为 了进 行 透射电子显微镜和 能谱分 析 ， 对 ℃ 和 ℃ 热 压烧结的 ‘ 材料 用离 子减薄法 制备了薄膜样品 ， 薄膜样品的观察是在 一 。型电镜 下进行 的 。 实验 结果和分析 。 致密化过理 热压温度对致密化的影响 采 用 、 复合添加剂热压烧结的 方法 ， 其 最佳的热 压 烧结温 度 是 。 ℃ ， 在 此 温度下烧结可 以获 得最 高密度 ， 当烧结温 度超过 ℃ 以 后 。 的分解加剧 ， 相对密度开 始下降 。 致密化过程 中的 声相 变 。 ‘ 存在 、 声两个结 构不 同的相 ， 在烧结致密化过程 中需经历 ‘ 声相 变 。 射线 拓油全 分析结果表 明 ” ” ℃ 热 压后有少量 声转变 ， 热 压温黑为感“ ℃ 时两相含量比 可尹‘ ’ 温度升 高到 ℃ 以后 ，夕转变基本完成 。 、 。 、 。 ℃林压烧结的 ‘ 材料的显橄组组结构 经 射线衍射和透射 电子显微镜观察及 电子 衍射分 析得知 ， 在 ℃ 烧结 ‘ 材 料 游 样品 样品 中 ， 。 ‘ 一 ‘ 已全部转变 为刀 ‘ 一 ‘ ， 声 ‘ 一 相的晶粒尺寸为。 一 。 、 郎 ， ， 形貌为多边形 ， 见 图 。 从一个少一 从 ‘ 晶粒的波纹图可 以 观察到它的亚晶 结 构， · 、 见图 。 样品 中除有声 ‘ 主相外还有弥散的 相 ， 晶界处有 仇 和一种较复杂的结晶相以及 少量的坡璃相 。 在样品 中还可 以 看到一些 的 小颗粒 ， 这 是球磨过程中混入杂质所致矛