日开发高强度高韧性氮化硅陶瓷

【日本《日刊工业新闻》１２月１４日报道】工业技术院名古屋工业技术研究所开发出具有高强度和高韧性的氮化硅陶瓷。
以前的细陶瓷具有强度高、耐热、耐蚀的优点，但是也有韧性低、脆而易碎的缺点。研究人员一直在研究提高韧性，可是韧性增加则强度降低，强度提高则韧性下降。
人们期待利用氮化硅作发动机和燃气轮机等的耐高温结构材料。至今开发的高强度氮化硅，强度为１２００兆帕斯卡，耐破坏韧性为７兆帕斯卡／平方米；高韧性氮化硅的强度为７００兆帕斯卡，耐破坏韧性为１１兆帕斯卡／平方米，韧性和强度的比值都是不平衡的。
这次开发的材料有两种，强度和耐破坏韧性分别为１２００兆帕斯卡、１２兆帕斯卡／平方米以及１４００兆帕斯卡、１１兆帕斯卡／平方米。这两种材料的强度和耐破坏韧性都达到最高值。
制作方法是粉末原料里掺直径一微米的种晶（占２％）、粘合剂和有机溶剂，然后应用薄片成型方法制成厚度约１００微米的薄片。把６０—１００片薄片叠合压成一体，在１８５０摄氏度烧结。在薄片成型过程中，种晶的平面朝同一方向，在烧结过程中控制种晶的成长。
从种晶成长的柱状粒子，大小和形状均一，而且全部均匀分散。
人们认为，由于具有粒子形状和方向受控制的组织结构，这种材料具有良好的机械特性。
这种氮化硅陶瓷的强度达到铸铁的强度值。