原位法PA11/SiC复合材料的制备及力学性能研究

以经硅烷化处理的碳化硅(Si C)和11–氨基十一酸为原料,采用原位聚合法制备了尼龙(PA)11/Si C复合材料,并研究了所制得的复合材料的力学性能、形态结构及阻隔性能。结果表明,Si C的加入增大了PA11/Si C复合材料的冲击强度和断裂伸长率,当Si C质量分数为4%时复合材料的力学性能最好。Si C的加入还使复合材料的吸油值下降,阻隔性能增加。     

高比表面碳化硅填充尼龙11复合材料的流变行为研究

选用硅烷偶联剂KH-550对高比表面积Si C进行表面有机化处理,制备了尼龙(PA)11/Si C复合材料。采用毛细管流变仪研究了Si C含量对PA11/Si C流变行为的影响。实验结果表明,PA11/Si C复合材料为假塑性流体,复合材料的表观黏度随剪切应力的增大而减小,呈现出"剪切变稀"的现象。加入Si C,增大了PA11/Si C复合材料的表观黏度和粘流活化能,使复合材料的加工温度范围变窄,复合材料的流变行为具有很强的温度敏感性。     

含Si–O–C界面层的C/Si–C–N复合材料的抗氧化性能(英文)

为了研究利用Si–O–C界面层来提高碳纤维增强陶瓷基复合材料的抗氧化性能,利用化学气相浸渗和聚合物浸渗裂解工艺制备了以Si–O–C为界面的碳纤维增强Si–C–N陶瓷基复合材料（C/Si–O–C/Si–C–N）和无界面层的碳纤维增强Si–C–N陶瓷基复合材料（C/Si–C–N）。研究了C/Si–O–C/Si–C–N和C/Si–C–N在600、900℃和1 200℃空气环境中的氧化行为。结果表明：采用Si–O–C界面层后可提高复合材料的抗氧化性能;Si–O–C界面层较高的氧化抗力是碳纤维增强Si–C–N复合材料抗氧化性能提高的主要原因。     

反应熔渗法制备C/C-SiC复合材料及其反应机理和动力学的研究进展

对反应熔渗法制备C/C-SiC复合材料过程中Si的渗入行为以及Si/C的反应机理和动力学进行了综合评述.分析了高温下Si的密度、粘度、表面张力及Si/C润湿角对渗入能力的影响.概括了Washburn公式及其改进模型在液Si渗入行为方面的研究进展,给出了渗入时间、SiC生成速率与渗入高度之间的关系.对控制Si/C反应的溶解-沉淀机理和扩散机理进行了阐述,总结分析得出：不同阶段Si/C反应发生的区域不同,因而控制反应的机理也不同.最终的SiC相是由不同反应机理共同作用形成的.     

铜催化合成不同形貌一维碳化硅及其机理

为了探究CO气体分压对Cu催化合成一维碳化硅(Si C)形貌和数量的影响，以酚醛树脂为碳源、单质硅粉为硅源、酒石酸铜为催化剂前驱体，采用催化反应合成法制备出不同形貌的一维Si C。利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对合成产物进行了表征分析，研究了催化剂、气氛和温度对合成一维SiC的影响。结果表明：酚醛树脂和硅粉在1 400℃反应合成了蠕虫状的一维Si C。1 200℃时，Cu催化酚醛树脂和硅粉分别在氩气气氛和CO气氛下合成了珠链结构和核壳结构的一维Si C。蠕虫状一维Si C的生长机理是气相CO与液相Si反应生成固相Si C的生长机制(V-L-S机制)，珠链结构和核壳结构一维Si C的生长机理是气相Si O和CO直接反应生成固相Si C的生长机制(V-S机制)。研究结果为碳复合耐火材料中原位生成不同形貌一维Si C陶瓷增强相提供理论依据。     

碳化物及碳化硅基复合粉体制备的新进展

综述了采用碳热还原天然矿物、工业固体废弃物和前驱体制备碳化物(Si C、Ti C、B4C、Zr C、Mo2C和Al8B4C7)及碳化硅基复合粉体(Si C-Al2O3、Si C-Zr O2、Si C-Zr B2、Si C-Si Al ON、Si C-Al6Si2O13、Si C-Ti C、Si C-Zr C)的最新研究进展,分析了碳热还原法制备陶瓷粉体的优缺点及合成反应机制,并展望了由天然矿物、固体废弃物和前驱体制备碳化物及碳化硅基复合粉体的发展前景。     

聚酸酐硅基酯的制备与表征

以聚己二酸酐（PAA）和氯硅氧烷Si3C6H18O2C12（Si3）和Si5C10H30O4C12（Si5）为单体合成聚己二酸酐硅基酯。所得样品用1H-NMR、DSC、TGA和测特性黏数等手段对其进行了表征。考察了反应过程中反应时间、溶剂等因素的影响。所得样品用1H-NMR，DSC-TGA进行分析，结果较理想。测得多组样品特性黏数，显示所得产物具有高分子的特性。     

衬底取向对Al掺杂3C-SiC薄膜微结构的影响（英文）

采用低压化学气相沉积(LPCVD)法分别在Si(100)和Si(111)衬底上制备了Al掺杂的3C-Si C薄膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Raman光谱对所制备薄膜的微结构、形貌以及内部应力的演变进行分析。结果表明:在Si(100)衬底上制备的Al掺杂Si C薄膜具有较好的结晶质量,而且结晶质量受Al掺杂浓度的影响比较大。Al掺杂Si C薄膜的生长模式为二维层状生长模式。Si(100)衬底上所制备的Al掺杂Si C薄膜表面为层状的四边形结构,而Si(111)衬底上的Al掺杂Si C薄膜表面为层状的截角三角形结构。Si(100)衬底上的薄膜厚度略大于Si(111)衬底上的。由于Al离子的掺入和薄膜厚度的增加,Si(100)衬底上所制备的Al掺杂Si C薄膜内部的应力得到很好的释放。Si(111)衬底上的Al掺杂Si C薄膜内部的应力则由张应力模式转为压应力模式,而且纵光学声子(LO)、横光学声子(TO)特征峰分离变大,出现这种现象的原因可能与Al3+替代Si4+使Si C离子性增强和生长模式的转变有关。     

红外吸收法测定SiC的探讨

随着我国工业领域的持续发展,相关领域对Si C的需求量日益增大,基于此背景,本文对红外吸收法测定Si C进行探讨。该方法的大致步骤为:对Si C试样进行灼烧预处理→除去游离碳→校正仪器→用高频红外碳硫仪测定Si C。实验表明,此种测定方式步骤简单,用时较少,具有极大的市场竞争优势。     

PIP法制备SiC纳米线增强SiC_f/SiC复合材料及其力学性能

利用化学气相沉积法原位生长Si C纳米线,制备出Si C纳米线增强Si Cf/Si C复合材料。研究了Si C纳米线及Si C纳米线/基体热解碳界面调控对复合材料的力学性能、裂纹扩展行为、纤维与基体之间的结合强度的作用。研究表明:Si C纳米线的引入能显著提高复合材料的致密化效果。通过调控Si C纳米线/基体的界面厚度,可显著提高复合材料的力学性能。Si C纳米线的引入提高了纤维/基体的界面结合强度,而Si C纳米线表面热解碳的引入可改善纤维/基体的界面结合强度。此外,碳化硅纳米线及其界面调控,能有效优化基体的微区力学行为及断裂模式。     

氧化钇掺杂ZrB_2-SiC陶瓷基复合材料的抗烧蚀性能研究

采用热压烧结工艺制备了氧化钇掺杂Zr B2-Si C陶瓷基复合材料,利用高频等离子体电弧风洞对氧化钇掺杂Zr B2-Si C进行了2300℃和2400℃的抗氧化烧蚀性能测试,分析了氧化钇对陶瓷材料抗烧蚀性能的影响,探讨了稀土氧化物掺杂Si C-Zr B2陶瓷材料的抗烧蚀机理。结果表明,在升温及降温过程中均未开裂,材料具有较好的抗热冲击性能,质量烧蚀率分别为0.0344 g/s和0.0365 g/s,氧化层厚度分别为1 mm和2 mm,表面烧蚀中心和边缘的氧化产物分别为低温稳定相Zr O2和Si O2,氧化层结构仍旧是连续的,体现了材料较好的抗氧化烧蚀性能。     

低压N_2气氛下超细SiC粉末的燃烧合成技术

以Si和C的混合粉末为原料,聚四氯乙烯(PTFE)为化学促进剂,将其适度加压(1~10MPa)后在N2气氛下成功燃烧合成了高纯超细Si C纳米粉(100~300nm)。实验结果表明:在原料粉末的机械活化作用下,少量的PTFE(1.5%)可大大促进Si和C之间的反应。实验结果和热力学计算均表明在这一过程中Si3N4的形成起到了关键作用。生产上述Si C细粉的最佳条件为:添加1.5%PTFE、1MPa N2压力且无Si C粉末稀释剂添加。     

Ti3SiC2/TiC复合材料的制备及弯曲性能研究

Ti3Si C2/Ti C是一种新型复合材料,同时具有金属与陶瓷的特性,本文采用浸渗反应烧结法制备了Ti3Si C2/Ti C复合材料,并对制备复合材料的性能进行了研究。研究结果表明:当浸渗温度为1550℃时,可制备得到致密性优良的Ti3Si C2/Ti C复合材料;当Ti C含量超过18%时,抗弯强度开始下降,气孔率随之增大。     

硅粉与碳黑微波合成碳化硅微粉

本文以不同粒径的硅粉和纳米碳黑为原料,采用微波加热在真空下合成SiC微粉,研究了反应温度、反应时间和原料粒径对反应产物的物相、SiC生成率及其形貌的影响。结果表明,反应温度达到1000°C时,Si和C开始反应生成SiC;在1200°C时反应30 min即可基本实现Si和C的充分反应,得到平均粒径约为100 nm的SiC微粉,且SiC的生成率达到95%以上。此外,本文还对Si和C的固相反应扩散机制进行了初步探索。     

关于制取B4C-W2B5-TiB2系高密度陶瓷复合材料的可能性

利用B4C-W2B5-TiB2共晶系的d=1-3μm的粉料于T烧结>T共晶(1960℃)条件下三元共晶体的烧结方法确定了B4C含量最大的配料组成,获得了致密试样,测定了复合材料的抗折强度、杨氏模量及组织结构等性能。     

氧化镧对电铸铜–碳化硅工具电极损耗的影响

为了减少电火花加工(EDM)工具电极的损耗,采用稀土La2O3为电铸基液添加剂,制备了Cu–Si C复合材料。电铸液组成和工艺条件为:Cu SO4·5H2O 200 g/L,H3BO3 20 g/L,Na Cl 80 mg/L,Si C 35 g/L,La2O3≤2.5 g/L,温度30°C,电流密度4 A/dm2,时间5 h。研究了La2O3添加量不同时,电铸Cu–Si C复合材料中Si C的分布情况和沉积量,以及将其用作EDM工具电极时的表面形貌和相对质量损耗。结果表明,La2O3可促进Si C颗粒与铜共沉积,改善Si C在电铸层中的分散性,提高铸层的抗电蚀性。当La2O3添加量为1.5 g/L时,电铸Cu–Si C复合材料的抗电蚀性最佳。     

双反应室激光诱导气相合成纳米Si/C/N复相粉体及其微波介电特性

用激光诱导气相反应法,以六甲基二硅胺烷(Me3Si)2NH)(MeCH3)为原料,用双反应室激光气相合成纳米粉体装置合成了纳米Si/C/N复相粉体,复相粉体的粒径为20～30nm,纳米粉体的分散性好,无严重团聚.研究了纳米Si/C/N复相粉体在8.2～12.4 GHz的微波介电特性,纳米Si/C/N复相粉体介电常数的实部(ε′)和虚部(ε″)在8.2～12.4 GHz随频率增大而减小,复合材料的ε′和ε″可以通过纳米粉体的含量进行调整,而且介电损耗(tgδ=ε″/ε′)较高,是较为理想的微波吸收材料,计算结果表明经典的有效媒质公式对含纳米Si/C/N复相粉体的复合材料是不适合的.纳米Si/C/N复相粉体中Si,C,N原子周围的化学环境比纯SiC和Si3N4相的混合体要复杂得多,这是导致其性能变化的主要原因.纳米Si/C/N复相粉体中的SiC微晶固溶了大量的N原子,在纳米Si/C/N复相粉体中形成大量的带电缺陷,在电磁场作用下形成极化耗散电流,极化弛豫是其吸收电磁波的主要原因.     

西南高硅难选煤的特性及综合利用探讨

通过分析测试 ,研究了云南曲靖大庆一井 C9煤中矿物质的化学成分、矿物成分及其赋存状态。结果表明 ,高硅难选煤中 Si O2 矿物质系同生化学和生物化学成因 ,它们以微米～纳米的粒度与有机质紧密结合 ,分布均匀 ,此结合形式正是合成 Si C原材料所要求的。用高硅煤矸石和低阶烟煤合成 β Si C已取得初步成功 ,西南储量较丰富的高硅难选煤为合成 Si C提供了硅源和碳源。     

PP/SiC导热高分子复合材料的制备及性能研究

以聚丙烯(PP)为基体、碳化硅(Si C)为导热填料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为增容剂,利用双螺杆挤出机制备了PP/Si C导热复合材料,分别研究了Si C、PP-g-MAH用量以及钛酸酯偶联剂的引入对复合材料导热及力学性能的影响。结果表明:PP/Si C复合材料的导热性能随着Si C或PP-g-MAH含量的增加而提升,但力学性能变化不大;PP-g-MAH及钛酸酯偶联剂的引入均可增强导热填料与基体之间的界面黏结力,二者之间具有明显的协同作用,可使复合材料的热导率以及Si C在基体中的分散效果明显提高。     

热压合成Ti3Si0.9Al0.3C1.95固溶体材料

以单质的Ti,Si,Al粉和石墨粉为原料,用热压烧结法原位合成了单一相的Ti3Si0.9Al0.3C1.95层间固溶体材料.研究了合成温度和原料配比对合成产物相组成的影响,并对Ti3Si0.9Al0.3C1.95晶粒的超结构现象及其转变进行了讨论.结果表明:合成单一相Ti3Si0.9Al0.3C1.95固溶体的最佳原料摩尔配比为该相理论配比,相应的最佳热压烧结温度为1 600℃.Ti3Si0.9Al0.3C1.95晶粒具有与Ti3SiC2类似的板状晶外形,但各个晶面的X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)峰的2θ与Ti3SiC2相比向小角度方向偏移.块体材料中Ti3Si0.9Al0.3C1.95晶粒的Si(Al)原子层存在原子无序排列的超结构现象,其XRD谱中没有或只有微弱的(OOI)晶面的衍射峰存在,但取自于同一块材料的粉末,其晶粒的Si(Al)原子层发生有序化转变,超结构现象消失.