《表2 氮化硅单相陶瓷与多层石墨烯-氮化硅基陶瓷的微观形貌特征参数》

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《热压烧结制备Si_3N_4-MLG复合陶瓷及其物理力学性能研究》

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基于复相陶瓷断口形貌，对氮化硅晶粒尺寸进行测算，表2给出了复相陶瓷的晶粒尺寸及其对应的密度、气孔率。结合表2和图7可见，添加多层石墨烯后，氮化硅晶粒的粒径显著变小，多层石墨烯的添加显著抑制了晶粒的生长，细化了晶粒。对比分析SN1和SN2试样的晶粒尺寸，烧结温度的升高在促进相变的同时也促使晶粒长大，致密度下降，石墨烯纳米片缺陷增大，物理力学性能下降；烧结温度降低至1700℃时，多层石墨烯缺陷减少，晶粒更为细小，组织较为致密，物理力学性能相对较好；引入PEG分散剂导致多层石墨烯缺陷增大，更易于团聚，石墨烯纳米片对氮化硅晶粒生长的抑制作用削弱，SN3的晶粒尺寸相对SN2较大，物理力学性能下降。由以上可见，通过添加多层石墨烯，设置合理的烧结温度，可以使氮化硅晶粒更加细小，复合材料组织更加致密，物理力学性能提高，而多层石墨烯的团聚显然会降低复合材料的致密度。