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烧结助剂的影响

氮化硅属于强共价键化合物，依靠固相扩散很难烧结致密，必需添加烧结助剂，如mgo、al2o3、cao和稀土氧化物等，在烧结过程，添加的烧结助剂中可以与氮化硅粉体表面的原生氧化物发生反应，废旧耐火砖，形成低熔点的共晶熔液，利用液相烧结机理实现致密化。

然而，烧结助剂所形成的晶界相自身的热导率较低，常年回收废旧耐火砖价格，对氮化硅陶瓷热导率具有不利影响，如氮化硅陶瓷常用的al2o3烧结助剂，在高温下会与氮化硅和其表面氧化物形成sialon固溶体，造成晶界附近的晶格发生畸变，对声子传热产生阻碍，从而大幅度降低氮化硅陶瓷的热导率。因此选用适合的烧结助剂，制定合理的配方体系是提升氮化硅热导率的关键途径。

氧化物类烧结助剂是氮化硅陶瓷常用的烧结助剂体系，常见的为金属氧化物和稀土氧化物的组合。研究表明，氮化硅陶瓷的热导率随着烧结助剂稀土元素阳离子半径的增大有减小的趋势；与添加mgo助烧结相比，添加cao助烧结不利于氮化硅柱状晶的生长，热导率及强度普遍较低，但硬度较高。事实上y2o3－mgo体系的烧结助剂是高导热氮化硅材料应用比较广泛的烧结助剂体系。