作者：甄强; 张大海; 李文超反应烧结模式识别工艺优化
摘要：以微米级α-Si3N4、SiO2、Al2O3和h-BN为原料，通过反应烧结法合成了O’-SiAlON—BN复合材料（Si2-：Al：O1＋：N2-z 的z=0．3）。首先在n（SiO2）／n（α—Si3N4）=1的理论配比，1700℃保温2h的条件下对比研究了Y2O3＋TiO2和Y2O3＋B2O3两种混合烧结助剂对该复合材料的助烧效果。结果表明：Y2O3＋TiO2作为烧结助剂比Y2O3＋B2O3有更好的促进烧结作用，且复合材料的相对密度随着BN（分别为10％，20％和30％）的增加而降低；XRD分析发现，α-Si3N4、SiO2原料在理论配比的情况下，会导致β-Si3N4相剩余，为了得到O’-SiAlON和BN相含量高的复合材料，需要加入过量的SiO2。根据此研究结果，在以Y2O3＋TiO2作烧结剂，BN加入量为10％的条件下，通过4因素3水平（因素水平如下：A——n（SiO2）／n（α—Si3N4），取1．05、1．1、1．2；B——烧结助剂加入量，取2％、4％、6％；C——烧成温度，取1600℃2、1650℃2、1700℃；D——保温时间，取1h、2h、3h）的正交试验确定了影响O’-SiAlON—BN复合材料烧结性能的主要因素依次为烧成温度、保温时间、烧结助剂加入量、n（SiO2）／n（α—Si3N4），合成的复合材料相对密度最高的工艺参数组合为A3B3C3D3；利用统计模式识别方法对合成O’-SiAlON—BN复合材料的工艺条件参数进行了优化，得到的优化区为：Y〉1024X^2—230．400X＋11．088（其中，X=0．9999A-0．0006C-0．0163D，Y=0．0163A＋0．0009B-0．0014C＋0．9999D），在此优化区内，复合材料中全部为O’-SiAlON和BN相，无残留β-Si3N4相。
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