研究成果動向

    材料方面

    Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的研究一直比較活躍。一部分研究是為了配合３００ＫＷ級陶瓷氣輪機開發項

目而展開的，成功地研制出具有上述的耐高溫和高可靠性的Ｓｉ３Ｎ４陶瓷。另一部分研究是關于

高熱傳導性Ｓｉ３Ｎ４基板陶瓷的研究開發，Ｓｉ３Ｎ４的熱傳導率已提高到１５０Ｗ／ｍＫ以上。

與ＡｌＮ和Ａｌ２Ｏ３陶瓷相比，Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的強度和韌性高，適應散熱基板的薄型化。

    ＳｉＣ陶瓷的研究主要集中在高純度化和低溫燒結方面。高純度ＳｉＣ陶瓷在半導體制造工業

有很好的應用前景。利用高頻等離子體工藝制備的ＳｉＣ微粉（平均粒徑３０ｍｍ）不需要添加物

也可以熱壓致密適合用來制備高純度Ｓｉｃ 陶瓷。Ｓｉｃ的低溫燒結主要是利用液相燒結工藝，研

究集中在添加劑的探索工作上。

    ＡｌＮ陶瓷的研究也很活躍。研究和開發主要以基板材料為中心，但也有探討高溫結構應用的研

究動向。如何提高ＡｌＮ陶瓷的熱傳導率的問題已經基本解決，如何降低ＡｌＮ陶瓷的燒結溫度和機

械性能還有待進一步探討。Ｗａｔａｒｉ等人使用一種特殊的添加劑，可以在１６００℃的燒結溫度

下得到熱導率為１７２Ｗ／ｍＫ、強度為４５０ＭＰａ的ＡｌＮ陶瓷。ＡｌＮ與Ｓｉ３Ｎ４相比，分

解溫度高和高溫穩定性好，適合于高溫結構用途。

    近來穩定化ＺｒＯ２陶瓷（ＰＳＺ，ＴＺＰ）的研究工作大部分集中在其超塑性方面，很多超塑性

的記錄也是出現在該陶瓷里。關于ＰＳＺ基復合材料和梯度功能材料方面的研究也很活躍。ＰＳＺ基復

合材料含Ｎｉ和Ｍｏ等金屬分散相或含Ａｌ２Ｏ３陶瓷分散相兩大類。名古屋大學平野教授等人在Ｃｅ

系ＴＺＰ陶瓷里原位合成板條狀磁性氧化物相，獲得既能提高度度又不降低韌性的效果。

    工藝方面

    等離子體放電燒結（ＳＰＳ）是日本較近幾年開發的一種新型陶瓷燒結工藝技術。ＳＰＳ法具有內

部加熱和快速升溫特點，可用于需要舒緩晶粒生長的燒結，也可以通過模具設計來實現溫度梯度，從而

滿足梯度功能材料燒結工藝的需要。有利用ＳＰＳ法來燒結Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２

陶瓷和Ｔｉ－Ａｌ系金屬間化合物等方面的研究報道。東北大學已利用ＳＰＳ燒結成功地制備了金屬——

陶瓷系和高分子—陶瓷系梯度功能材料。

    微波燒結技術在日本也頗受重視，采用頻率為２８ＧＨｚ的大型微波燒結裝置，研究Ｓｉ３Ｎ４、

Ａｌ２Ｏ３、ＰＳＺ等陶瓷的微波燒結機理并對其燒結體進行性能評價。一般來說，與普通加熱方法相比

微波燒結的致密溫度較低。較近報道表明，在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的微波燒結過程中氧化物添加劑優先加熱，

這種局部選擇加熱方式導致不同性能的出現。將微波燒結應用于功能陶瓷研究的報道逐漸增多。