氮化硅發熱體的穩定性

氮化硅發熱體是一類重要的高溫結構陶瓷，具有熱膨脹系數小、硬度大、彈性模量高以及熱溫度性能、化學穩定性、緣性好等特點，此外它還耐氧化，耐腐蝕等優點使之具有的應用前景。純的氮化硅在室溫時不吸收微波能，近乎微波透明物質，依靠自身的介電損耗來加熱。如何促使樣品均勻地升溫到燒結溫度是燒結的關鍵。氮化硅陶瓷的介電損耗不但很低而且隨溫度變化不大，其導熱性也非良好，在升溫中，樣品開裂打弧或局部過熱等現象不可會出現。

使用高純α-Si3N4粉為原料，Al2O3、Y2O3為助燒劑，添加量1，混合后以酒精為介質，用Al2O3球球磨24h，干燥分散后，將粉先用30MPa壓力預壓后用200MPa等靜壓，壓成24×12(mm)的樣品。用2.45GHz、6kW微波爐，升溫速率25℃/min;常規燒結采用石墨爐無壓燒結，燒成制度與微波燒結相同，且均在氮氣氣氛中燒成。

由于γ-Si3N4低溫時在微波中的損耗很小，需要用SiC作為低溫吸收微波的發熱體，當樣品溫度起過臨界溫度1390℃后，就會吸收微波自身發熱。結果顯示微波可以α-Si3N4的α相向β相轉變的速度，密度。比較微波燒結及常規燒結1750℃樣品的掃描電鏡圖，在同樣配方、同樣燒結制度下，微波燒結材料的基質中有較大的長形顆粒，保溫2h后長形顆粒的比例及顆粒度都有了而常規燒結的樣品即使保溫5h也沒有這樣的在微波燒結中1725℃就可形成針狀的β-Si3N4樣品，而常規燒結1800℃也無法獲得這樣多并且針狀的β-Si3N4。