纳米SiC粉中的氧含量对Al_2O_3陶瓷无压烧结的影响

讨论了纳米 SiC中的氧含量对 Al2O3/ SiC纳米复相陶瓷性能的影响 .发 现当氧含量偏高时,烧结体难以致密化,同时在组织中出现大尺寸气孔 .实验证明,氧含量 较低的纳米β SiC可以使烧结体密度和强度得到极大提高;而氧含量偏高的 Si/C/N非晶 复合粉,提高性能的作用甚微 .其根本原因就是,粉体中的氧与硅形成蒸气,从而使烧结体 中出现气孔 .     

Al2O3/SiC纳米复合陶瓷中SiC粉料的氧化现象

为验证在空气环境中，烧结Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷过程是否出现纳米SiC粉料的氧化现象，以及氧化后纳米陶瓷性能的变化规律，分别采用了常压氩气保护烧结和常压空气环境中烧结两种工艺，制备了Al₂O₃/SiC纳米复合陶瓷.经检测，前者性能优异，其相对密度为9882%，抗弯强度为489 MPa，断裂韧性达6.67 MPa·m^1/2；而后者性能大幅度降低，经x-ray检测发现，烧结后样品中SiC衍射峰消失，即纳米SiC严重氧化；同时发现随纳米SiC粒径的减小及含量增加，氧化现象加剧，性能更加变差.借助断口的SEM图像对烧结过程SiC粉料氧化机理进行分析，发现：碳化硅已经分解为CO₂和SiO₂，前者以气体形式挥发并在陶瓷体内留下气孔，而后者以玻璃相形态存在于晶界中.     

SiC/Cu纳米包裹粉体及其复合材料的制备

选用工业生产的SiC亚微米粉体,利用置换反应制备纳米Cu.采用直接还原-旋转沉淀工艺制备SiC/Cu包裹粉体.采用气氛烧结获得金属陶瓷复合材料.分别通过AES、XRD、SEM等分析方法对原始SiC粉体、包裹复合粉体和烧成样品进行表征.结果表明:包裹复合粉体具有"核-壳"结构,由于Cu的自发氧化使得复合粉体中出现Cu2O.包裹结构中SiC颗粒抑制了烧结过程中Cu的晶粒生长,从而使烧结样品呈现纳米结构.     

SiC纳米纤维增强碳化硅陶瓷的性能

以SiC纳米纤维作为增强体,采用凝胶注模成型工艺制备碳化硅陶瓷坯体,通过反应烧结制备SiC纳米纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料;采用两种不同粒径的碳化硅粉体为原料,加入不同质量分数的SiC纳米纤维,通过丙烯酰胺聚合体系制备素坯,坯体经干燥、脱胶后渗硅烧结得到复合陶瓷。利用万能试验机和扫描电镜分析碳化硅陶瓷力学性能及显微结构。结果表明:SiC纳米纤维的加入有助于复合陶瓷力学性能的提高;SiC纳米纤维含量为12 wt%,复合陶瓷抗弯强度为267 MPa,与未加SiC纳米纤维相比提高28%。     

SiC(N)/Si3N4吸波材料的制备与性能

通过掺杂纳米SiC(N)吸收剂，采用无压烧结工艺，制备了SiC(N)／Si3N4复合型吸波材料。对材料进行了XRD、SEM及强度分析，结果表明：随着纳米吸收剂SiC(N)加入量的增加，材料的烧结性能趋于下降，表现为α-Si3N4的含量增多，柱状β-Si3N4的尺寸变小，材料气孔增大，强度降低。     

掺加SiC片晶对反应烧结SiC性能的影响

以液Si浸渗SiC片晶和C的坯体制备了SiC片晶增韧反应烧结SiC陶瓷材料,讨论了SiC片晶的掺加分数及烧结温度对材料显微结构和力学性能的影响,并比较了所得材料与传统反应烧结材料的力学性能。结果表明,当烧结温度较低时,SiC片晶在烧结体中仍以片晶的形态存在;而当烧结温度提高到1 800℃后,SiC片晶明显向SiC颗粒转变。与传统材料相比,掺加质量分数为40%SiC片晶制备的材料,材料抗折强度由300 MPa左右提高到587 MPa,断裂韧性由3.5MPa.m1/2提高到4.6 MPa.m1/2。     

吸波材料SiC对微波烧结纳米TiO_2的影响

纳米TiO2是一种无机功能材料.采用溶胶一凝胶法及微波烧结联合制备了纳米TiO2,研究了添加吸波材料SiC对纳米TiO2晶型和粒径的影响,并利用微波烧结机理对结果进行了分析.研究结果表明:微波烧结时间短,比传统的烧结时间大大的缩短,效率提高了2倍以上;添加吸波材料SiC烧结纳米TiO2成型的时间要短;SiC的添加方式不同,导致了烧结成型的时间也不相同,制备复合SiC/TiO2粉体的烧结成型时间要比用SiC铺床的方法进行烧结的时间短,但TiO2不够纯.其中含有SiO2.     

烧结气氛对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷显微组织的影响

为了提高氧化铝陶瓷的抗热震性,将具有热导率高、热膨胀系数低的SiC加入到Al₂O₃中,通过无压烧结工艺,在有气氛保护和无气氛保护条件下分别制备出氧化铝基抗热震陶瓷.采用扫描电子显微镜（SEM）对陶瓷进行组织结构分析,结果表明：在气氛保护条件下烧结的 Al₂O₃/SiC〖JP〗复相陶瓷气孔比无气氛条件下烧结的明显减少,复相陶瓷基体内部气孔显著降低.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度,对提高陶瓷的抗热震性具有重要的作用.     

碳化硅-二硼化钛复合陶瓷性能研究

采用无压烧结,利用小分子的B、C作为烧结助剂在2180℃获得了相对密度为96％的SiC—TiB2复合材料,XRD分析显示在烧结过程中无新相产生,从烧结体的显微形貌可以看出,在烧结过程中有包晶现象,SiC颗粒有明显长大趋势．大的晶粒存在使烧结体的力学性能降低,主要表现为抗弯强度和断裂韧性不高,分别只有158．6MPa和2．85MPa·m^1/2．     

β-SiC粉末的合成及其热压烧结性能研究

本文研究了β—SiC亚微细粉末的合成及其热压烧结性能。以SiO_2和C粉为主要原料制得了粒径<0.5μ的SiC粉末,并在一定的热压温度和压力下通过研究烧结体密度、强度随保温保压时间的变化关系,得出了该粉末的热压烧结工艺,制得了相对密度99％以上、抗弯强度600MN/m~2左右的烧结体。     

SiC/SiO2界面态电荷对SiC MOSFET短路特性影响的研究

碳化硅/二氧化硅（SiC/SiO₂）界面态电荷数量的减少有利于降低碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管（SiCMOSFET）的通态电阻和开关损耗,然而沟道电流的提升会给遭遇短路故障的SiC MOSFET带来更大的电流应力。在传统的SiCMOSFET等效电路模型的基础上建立了SiC MOSFET的短路失效模型,该模型考虑了强电流应力下器件内的泄漏电流,并引入了包含界面态电荷的沟道载流子迁移率。利用该模型讨论了SiC/SiO₂界面态电荷对SiC MOSFET短路特性的影响,结果显示界面态电荷的减少缩短了SiC MOSFET短路耐受时间。随后通过从失效电流中分离出不同产生机制下的泄漏电流分量,讨论了界面态电荷对SiC MOSFET短路特性影响的机理。     

Environmental Effects on Microstructural Stability of SiC/SiC Composites

LowZmaterialshavemanyadvantagesinnuclearenvirOInnellts,suchaslessProductionofradioactivewastesduetosubstantiallylowactivation,andhigherconVergentefficiencyduetothecapabilityofhightemp~OPeration.HopkinhasdiscussedSiC-basedmaterialsforfhaionreactorsfor...     

SiC颗粒增强LD2基复合材料的界面研究

采用液态浸渍后直接挤压工艺制备了SiC颗粒增强LD2基复合材料.金相显微镜与透射电镜分析观察表明,颗粒状的SiC较均匀分布在α－Al基体中,两相之间发生了界面反应,反应产物为六方结构的Al4C3与面心立方结构的Mg2Si.Al4C3呈棒状,晶内存在孪晶亚结构,孪晶面为(0003),其长轴方向即晶体生长方向为［1010］.SiC颗粒的分布状态对界面反应层厚度及Al4C3的生长有明显的影响,适当降低SiC颗粒的体积分数及改善分布的均匀性可以进一步提高材料的力学性能.     

Si对热压法制备Ti3SiC2/SiC复合材料的影响

通过热压法制备了Ti3SiC2／SiC复合材料,并通过扩散偶实验及组织观察,探讨了Si元素对热压制备Ti3SiC2／SiC复合材料的反应过程及组织的影响．结果表明,Si元素在反应过程中起主要作用,决定着反应进行的速度与方向．而且随着反应物中Si量的增加,更有利于Ti3SiC2／SiC复合材料的形成．     

SiC／Cu粉团聚状态对SiC沉积率的影响

采用亚音速火焰喷涂技术制备了SiC／Cu金属基复合材料,研究了碳化硅与铜喷涂前团聚状态对碳化硅沉积率的影响．与未经团聚处理粉相比,SiC／Cu经团聚处理后沉积层中碳化硅沉积率高出1倍多．     

Processing and properties of 2D SiC/SiC composites by precursor infiltration and pyrolysis

Two-dimensional plain-weave silicon carbide fiber fabric reinforced silicon carbide (2D-SiC/SiC) composites were molded by stacking method and densified through precursor infiltration and pyrolysis (PIP) process. SiC coating was deposited as the fiber/matrix interphase layer by chemical vapor deposition (CVD) technique. Fiber/matrix debonding and relatively long fiber pullouts were observed on the fracture surfaces. Additionally, the flexural strength and elastic modulus of the composites with and without fiber/matrix interphase layer were investigated using three-point bending test and single-edge notched beam test. The results show that the fiber fraction and the porosity of 2D-SiC/SiC composites with and without coating are 27.2% (volume fraction) and 11.1%, and 40.7% (volume fraction) and 7.5%, respectively. And the flexural strength and elastic modulus of 2D-SiC/SiC composites with and without coating are 363.3 MPa and 127.8 GPa, and 180.2 MPa and 97.2 GPa, respectively. With a proper thickness, the coating can effectively adjust the fiber/matrix interface, thus causing a dramatic increase in the mechanical properties of the composites. Foundation item: Project(NCET-07-0228) support by the New Century Excellent Talents in University     

Ba3La2Ti2Ta2O15: A new microwave dielectric of A5B4O15-type cation-deficient perovskites

The synthesis, structure and properties of a new A5B4O15-type cation-deficient perovskite Ba3La2Ti2Ta2O15 were discribed. The compound was prepared by the conventional solid-state reaction route. The phase and structure of the ceramics were characterized by X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）. The results reveal that the compound is successfully synthesized. The compound crystallizes in the trigonal system with unit cell parameter a=5.6730（2） A, c=11.6511（2） A, V=324.93（1） A^3 and Z=1. The microwave dielectric properties of the ceramic are studied using a network analyzer, and it shows a high dielectric constant of 45.1, a high quality factors with Q×fof21 029 GHz, and a positive τf of 5.3 ppm℃^-1.     

Processing and characterization of Cf/SiC composites

Carbon fiber-reinforced SiC composites were prepared by precursor pyrolysis-hot pressing （PP-HP） and precursor impregnation-pyrolysis （PIP）, respectively. The effect of fabrication methods on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated. It was found that the composite prepared by PP-HP exhibits a brittle fracture behavior, which is mainly ascribed to a strongly bonded fiber/matrix interface and the degradation of the fibers caused by a higher processing temperature. On the contrary, the composite prepared by PIP shows a tough fracture behavior, which could be rationalized on the basis of a weakly bonded fiber/matrix interface as well as a higher strength retention of the fibers. As a result, in comparison with the composite prepared by PP-HP, the composite prepared by PIP achieves better mechanical properties with a flexural strength of 573.4 MPa and a fracture toughness of 17.2 MPa.m^1/2.     

低介Ba(Al0.98Co0.02)2Si2O8-Ba5Si8O21基LTCC微波介质陶瓷的研究

采用传统固相反应法,按摩尔比合成0.7Ba(Al_0.98Co_0.02)₂Si₂O₈?0.3Ba₅Si₈O₂₁(BACS-BS)基陶瓷,分析Li₂O-B₂O₃(1wt%)(L-B)烧结助剂对其烧结特性、相组成和微波介电性能的影响,探讨0.7BACS-0.3BS+1wt%(L-B)陶瓷理论与实验介电常数(ε_r)的差异。结果表明:添加1wt%(L-B)烧结助剂能有效降低0.7BACS-0.3BS基陶瓷的烧结温度(950 ℃),但严重影响其微波介电性能;在950℃烧结的0.7Ba(Al_0.98Co_0.02)₂Si₂O₈-0.3Ba₅Si₈O₂₁+1wt%(Li₂O-B₂O₃)陶瓷具有较好的微波介电性能,其ε_r=7.56, Q×f=13 976 GHz, τ_f=?6.32 ppm/℃;0.7BACS-0.3BS+1wt%(L-B)复合陶瓷与Ag电极有很好的化学相容性,这为其在LTCC技术的应用奠定了良好的基础。