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Study on in-situ reaction synthesis and mechanical properties of Si_2N_2O ceramic

机译：Si_2N_2O陶瓷的原位反应合成及力学性能研究

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Si_2N_2O ceramics were fabricated using an in-situ reaction synthesis method by nitriding powder mixture of Si and SiO_2. The reaction mechanism in the Si-SiO_2-N_2 system was discussed by analyzing the variation of Gibbs free energy with temperature. As the sintering temperature rises from 1450 to 1700 °C, the Si_2N_2O phase increases with the Si_3N_4 phase decreasing and there is only Si_2N_2O with hardly any Si_3N_4 after sintering at 1700 °C, the volume shrinkage and mean pore size decrease respectively from 26.1% to 18.0% and from 0.4 to 0.04 urn, the porosity increases from 20.8% to 29.1%, and the Vickers hardness decreases from 5.6 to 4.5 GPa. After sintering at 1600 °C, Si_2N_2O ceramic possesses the highest flexural strength of 229 MPa and fracture toughness of 2.3 MPa m~(1/2).
机译：利用氮化硅和二氧化硅的粉末混合物，采用原位反应合成法制备了硅_2N_2O陶瓷。通过分析吉布斯自由能随温度的变化，探讨了Si-SiO_2-N_2体系中的反应机理。随着烧结温度从1450升高到1700°C，Si_2N_2O相随着Si_3N_4相的减少而增加，只有Si_2N_2O在1700°C烧结后几乎没有Si_3N_4，体积收缩率和平均孔径分别从26.1％降低到孔隙率为18.0％，从0.4到0.04 n，孔隙率从20.8％增加到29.1％，维氏硬度从5.6 GPa降低到4.5 GPa。 Si_2N_2O陶瓷在1600℃烧结后，具有最高的弯曲强度为229 MPa，断裂韧性为2.3 MPa m〜（1/2）。

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