β-Si3N4电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函的平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA),计算了β相氮化硅(β-Si3N4)的电子结构和光学性质,得到的晶格常数、能带结构等均与实验结果较好符合.进一步还研究了β-Si3N4的光吸收系数以及禁带宽度随外压力的变化规律,为β-Si3N4材料在高压条件下的应用提供了理论参考.     

氮化硅在超声波辐照下的水解

氮化硅(Si3N4)是近三四十年发展起来的一种新型陶瓷材料,应用广泛[1-3],化学性质特别稳定,一般情况下难以发生反应,鲜有人研究其化学性质。有研究[3]指出氮化硅在磨擦条件下能与水发生如下反应:Si3N4+6H2O→3SiO2+4NH3,但却无人专门定量地研究过氮化硅在水溶液中的反应性能,为此本文研究了氮化硅在超声波辐照条件下的水解情况,并且还和强力搅拌条件下的结果进行了对比。1　实验部分1 1　主要仪器与试剂超声波清洗器(KQ-218型,KQ-250B型,CX-250型,CK-25-06型)BF-101B型磁力搅拌器,72型分光光度计,氮化硅(>99 9%,α Si3N4>95%)…     

氮化硅陶瓷球与轴承钢的微动摩擦磨损特性与损伤行为研究

Si₃N₄陶瓷球具有高承载、轻质、减振降噪以及化学性质稳定等特点,作为滚动体广泛用于高速高精密轴承中. 针对轴承球与滚道间的微动摩擦磨损行为,以不同烧结工艺制备的具有不同烧结助剂配方的Si₃N₄陶瓷球为研究对象,开展其与轴承钢的微动摩擦磨损试验,分析比较了Si₃N₄陶瓷球烧结工艺和助剂配方对摩擦状态与损伤程度的影响. 结果表明:无润滑条件下,5AlEr和3AlY助剂配方的Si₃N₄陶瓷球具有更稳定的摩擦状态和更低的磨损程度;提高气压烧结温度可缓解微动损伤行为,降低损伤程度;热等静压工艺的引入虽然进一步缓解磨损行为,但总体减弱了Si₃N₄陶瓷球的耐磨性能,从而为轴承用Si₃N₄陶瓷球制备工艺的优化提供依据. 并进一步揭示了Si₃N₄陶瓷球摩擦损伤、剥落和疲劳裂纹的损伤行为与磨粒磨损、黏着磨损和疲劳损伤,以及摩擦化学反应相结合的损伤机制.      

Structures and electronic properties of SimN8-m（0 〈 m 〈 8） clusters： a density functional theory study

The geometries, electronic structures and related properties of SimN8-m（0 〈 m 〈 8） clusters are studied using density functional theory （DFT） with hybrid functional B3LYP. The calculated results reveal several trends. For any stoichiometric clusters, the lowest energy isomers with an alteration of N and Si atoms are favourable in energy if the numbers of Si and N atoms are large enough to form ... Si N-Si-N... alternative chains. The bond lengths of single Si-N bonds are very close to the corresponding values of the bulk and other SiN clusters. The geometries for N-rich and Si4N4 clusters are planar structures, but three-dimensional structures are favourable in energy for Si-rich clusters. With the increase of m, the isotropic polarizability and average polarizability increase, the total binding energies generally decrease, the HOMO-LUMO gap and vertical ionization potential oscillate with increasing number of valence electrons, and their values with even valence electrons are larger than those with odd valence electrons. The atomic charges, IR and Raman properties are also reported.     

立方氮化硅及其冲击波合成

 立方氮化硅是高温高压研究近期合成得到的一种新物相，与已经在工业上普遍使用的氮化硅的两种六方物相（α相和β相）相比，新物相的密度增加了26%，预期是一种新型功能材料。简要综述了立方氮化硅的研究进展和存在的问题，讨论了立方氮化硅的人工合成和相关物性研究、Ⅳ(A)族氮化物（Ge₃N₄、Sn₃N₄、C₃N₄）的高密度物相研究，以及后尖晶石相氮化物的实验和理论探索等问题。介绍了作者最近利用炸药爆轰加载技术开展的冲击波合成实验结果，以α相氮化硅为冲击压缩前驱体，实现了在单次冲击波压缩实验中合成出了克量级立方氮化硅粉体，为进一步开展立方氮化硅的性能研究奠定了基础。     

RE2O3-Al2O3-SiO2玻璃连接氮化硅合成复相陶瓷的研究

采用Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｘ稀土玻璃进行氮化硅复相陶瓷的连接。用四点弯曲方法测定不同连接工艺下的连接强度。并对连接界面进行ＳＥＭ、ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析。液相钎料玻璃在界面上与氮化硅反应，形成氮化硅／Ｓｉ２Ｎ２Ｏ／Ｙ（Ｌａ）－Ｓｉａｌｏｎ玻璃／Ｙ（Ｌａ）－Ｓｉａｌｏ玻璃的梯度层界面。接头强度随着保温时间、妆温度的增加，先增后。 在ＹＡＳ钎料中添加氧化镧，可以提高接头的高温强度。ＬａＹＯ３的     

聚乙烯醇及磷酸酯气相润滑下氮化硅的磨损特性研究

采用球－三盘磨损试验机在３７０℃，聚乙烯醇及磷酸三甲苯基酯气相润滑下研究了Ｓｉ３Ｎ４与Ｍ５０工具钢对磨时的磨损特性．结果表明：在气相润滑下聚乙烯醇可以有效地降低Ｓｉ３Ｎ４的磨损；在聚乙烯醇中添加少量的三甲苯基磷酸酯可以进一步降低Ｓｉ３Ｎ４的磨损．Ｘ射线光电子能谱分析发现，Ｓｉ３Ｎ４的摩擦表面形成了主要由元素碳、氧和磷组成的固体润滑膜，Ｓｉ３Ｎ４发生了氧化并生成了ＳｉＯ２和—ＳｉＮＯ等化合物，而三甲苯基磷酸酯则在摩擦过程中发生了降解．