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超弹性微米氮化硅陶瓷弹簧的制备、变形机理及应用的研究

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登记号：G20176858

所属行业：科学研究和技术服务业

学科分类：化学;

关键词： 力学性能 化学气相沉积方法 陶瓷弹簧 氮化硅晶须

绿色分类：材料节约;

  • 基本信息
成果名称： 超弹性微米氮化硅陶瓷弹簧的制备、变形机理及应用的研究
成果登记号： G20176858 学科分类： 化学;
绿色分类： 材料节约; 项目关键词： 力学性能  化学气相沉积方法  陶瓷弹簧  氮化硅晶须  
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成果所处阶段：
合作方式： 成果所属行业： 科学研究和技术服务业
国家/地区： 北京 知识产权： 其他
简介： 点击查看
采用化学气相沉积的方法，优化反应条件，大量制备了氮化硅微米弹簧，通过设计实验，对微米弹簧的生长机理进行了研究，提出了一个合理的生长机制，用该机制可以解释实验中出现的现象。对单根的氮化硅微米弹簧进行了力学性能的研究，发现其具有弹簧的弹性及超弹性，拉直后可以恢复原来的形状。同时在单向拉伸试验中，对不同尺寸Si3N4微米弹簧进行拉伸，直至微米弹簧断裂。氮化硅微米弹簧发生断裂时应变范围为(一般发生在80-300%)，其具有较好的韧性。根据拉伸载荷-伸长量曲线得出单根Si3N4微米弹簧的抗拉强度的范围为4.5-11GPa，并且与弹簧线材直径存在一定的关系，即弹簧的抗拉强度与弹簧线材直径基本呈反比线性关系。所测微米弹簧样品的杨氏弹性模量的范围为240-305GPa，也明显依赖于弹簧线材的直径，弹簧的杨氏弹性模量随着弹簧线材直径的增大而减小，然而并不呈简单的线性反比关系。对变形状态下的拉曼光谱进行测试，显示出不同的拉曼光谱，证明变形影响了其键的振动状态，初步提出了超弹性的变形机理。研究中还发现氮化硅晶须具有一些有趣的光学性质。
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