碳含量对无压烧结碳化硅陶瓷的显微组织和力学性能的影响

在碳化硼添加量为1wt％的条件下,考察不同碳含量对2000℃下制备的无压固相烧结碳化硅陶瓷的显微组织和力学性能的影响.实验结果表明:物相分析显示不同C含量的SiC陶瓷样品的XRD衍射图谱近似相同,其中主相均为SiC,检测到少量C,未检测到B4 C相.当C含量为3wt％时,SiC陶瓷样品的力学性能达到最佳,其相对密度、抗折强度、断裂韧性与维氏硬度分别为98.6％、452 MPa、4.5 MPa·m1/2和30 GPa.继续增加碳含量,SiC晶粒存在局部异常长大现象,相应样品的力学性能也有所下降.     

以Al-B4C-C为烧结助剂的SiC陶瓷液相烧结研究

尝试以含Al,B,C的化合物烧结助剂进行α－SiC粉末的无压烧结，研究了烧结助剂中Al和B的配比，烧结温度，保温时间等因素对烧结体密度和力学性能的影响。结果表明，最佳保温时间为1h；当烧结温度为1850℃以上时，烧结体的相对密度达到了90％；当Al/B=3和4时，烧结体的性能相对较好，XRD显示了Al8B4C7相的存在，表明在烧结过程中反应生成了Al8B4C7，烧结机制是液相烧结。扫描电镜照片显示了断面结构和晶粒形貌。     

温度和助剂含量对放电等离子烧结SiC陶瓷的影响EI北大核心

采用Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)-CaO作为烧结助剂制备SiC陶瓷,通过阿基米德排水法、XRD、SEM、TEM及维氏硬度测试等方法,探究烧结温度及烧结助剂含量对SiC陶瓷相对密度、物相结构、微观形貌和力学性能的影响。结果表明:在1300~1800℃下,SiC陶瓷相对密度、硬度以及断裂韧性都呈现出先增加后降低的趋势,在1700℃达到最大值;1700~1800℃发生了β-SiC向α-SiC的相变;减少烧结助剂含量会增加晶界结合强度,提升硬度,并抑制晶粒生长;在1700℃和7%(质量分数)烧结助剂含量的条件下,获得了最佳的烧结效果,相对密度、硬度和断裂韧度分别为97.9%,23.3 GPa和4.1 MPa·m^(1/2)。     

反应烧结制备Si3N4/SiC复相陶瓷及其力学性能研究

以两种不同配比Y₂O₃/Al₂O₃ (A, 2:3; B, 3:1, 总量15 wt%)为烧结助剂, 通过添加不同质量分数的SiC粉体,反应烧结制备了高强度的氮化硅/碳化硅复相陶瓷。并对材料的相组成、相对密度、显微结构和力学性能进行了分析。结果表明: 在1700℃保温2 h情况下, 烧结助剂A 与B对应的样品中α-Si₃N₄相全部转化为β-Si₃N₄; 添加5wt% SiC, 烧结助剂A对应样品的相对密度达到最大值94.8%, 且抗弯强度为521.8 MPa, 相对于不添加SiC样品的抗弯强度(338.7 MPa)提高了约54.1%。SiC能有效改善氮化硅基陶瓷力学性能, 且Si₃N₄/SiC复相陶瓷断裂以沿晶断裂方式为主。     

空心阴极等离子烧结SiC陶瓷工艺研究

将空心阴极效应运用于SiC陶瓷的烧结，选用纯SiC粉体为原料，在不添加烧结助剂的条件下，进行了烧结试验，并探讨了工艺参数的影响。结果表明：空心阴极烧结工艺可制备出致密度较高的SiC陶瓷。2200℃，保温3h的烧结条件下，获得相对密度为95％SiC烧结体。烧结体的断口SEM照片显示烧结试样的晶粒生长发育较为完善，气孔和晶界相对较少，断裂模式为穿晶断裂。     

Si3N4-SiC—TiN陶瓷反烧结制备工艺研究

以TiSi2、SiC和Mo粉为原料,在毛坯孔隙率、SiC含量及Mo含量不同的情况下进行反应烧结制备Si3N。基陶瓷。结果表明：随着毛坯致密度的增加,复合陶瓷的致密度先增加后减小,而TiSi2的转化率却一直下降;随着SiC含量的增加,复合陶瓷的致密度先增加后减小,致密度在SiC含量为40％时达到最大,而TiSi。的转化率随SiC含量增加而增加;此外,随着Mo含量的增加,复合陶瓷的致密度也略有增加;氮化硅相主要以针状晶粒、等轴颗粒、棒状晶粒和晶须存在,而在Si3N4-TiN—MoSi2--SiC复合陶瓷中出现弯曲的丝状Si3N4相。     

氧化物合成碳硅化铝耐火材料的烧结机理

以天然焦宝石熟料、工业铝粉和活性炭粉为原料高温合成碳硅化铝耐火材料.研究1600℃、1700℃和1800℃不同烧结温度对碳硅化铝耐火材料的影响,对材料进行了物相组成、显微结构和烧结性能的测试,进而探讨氧化物合成碳硅化铝耐火材料的烧结机理和动力学过程.结果表明:原料在氩气气氛下经过1400℃保温10h处理,然后在1800℃烧结后得到了物相组成为Al4SiC4,Al4O4C和C的耐火材料.其常温耐压强度为35～36MPa,体积密度为2.6～2.7g·cm-3,显气孔率在18～19％之间.所制备的材料中,Al4SiC4晶粒呈片状和板状,尺寸约为10μm,厚度2μm左右,分布均匀;Al4O4C分布在Al4SiC4品粒的边缘和缝隙中,尺寸约2～3μm.     

原位反应烧结Zr2Al4C5化合物增韧ZrB2-SiC复相陶瓷的制备工艺及力学性能

ZrB2-SiC复相陶瓷在超高温领域具有重要的应用前景,但韧性低限制了其应用.本工作通过原位反应烧结制备出Zr2 Al4 C5化合物增韧ZrB2-SiC复相陶瓷,研究了Zr/Al物质的量比和烧结工艺对复相陶瓷的烧结性能、显微结构和力学性能的影响.结果表明:随着Zr/Al物质的量比的减小,原位反应合成的Zr2 Al4 C5化合物逐渐增多;随着烧结温度的升高,Zr2 Al4 C5化合物逐渐反应合成;随着烧结压力的增加和保温时间的延长,复相陶瓷主要相成分为ZrB2、SiC和Zr2 Al4 C5,开气孔率呈现下降的趋势,断裂韧性呈现先增加后降低的趋势.采用Zr/Al物质的量比2:6、烧结温度1800℃、烧结压力20 MPa、保温时间3 min,通过SPS原位反应烧结制备的Zr2 Al4 C5化合物增韧ZrB2-SiC复相陶瓷,其断裂韧性可达(5.26±0.37)MPa·m1/2;韧化机理主要包括裂纹偏折、裂纹桥接、裂纹分叉以及层状Zr2Al4C5晶粒拔出等能量耗散机制.     

两面顶低温超高压烧结纳米碳化硅的研究

采用两面顶低温超高压（LT-HP）技术在压力4．5GPa、温度（1250±50）℃、烧结时间20min的条件下烧结制备了纳米碳化硅（SiC）陶瓷，研究了烧结体的物相组成、化学成分、微观结构、显微硬度、纳米压痕力学性能等。结果表明，不添加烧结助剂且在较低温度下获得的SiC烧结体的相对密度高达98．4％，其显微硬度达到HV3520；纳米压痕测试硬度高达H31．74GPa、弹性模量E313GPa；烧结体的晶粒尺寸约为89nm，结构致密，无气孔。     

SiC-ZrO2(3Y)-Al2O3纳米复相陶瓷的力学性能和显微结构

本文介绍用非均相沉淀方法制备的纳米SiC-ZrO2(3Y)-Al2O3复合粉体经放电等离子超快速烧结得到晶内型的纳米复相陶瓷,超快速烧结的升温速率为600℃/min,在烧结温度不保温,迅即在3 min内冷却至600°C以下. 力学性能研究结果表明,在1450℃超快速烧结得到的纳米复相陶瓷的抗弯强度高达1200MPa,断裂韧性K1c为5 MPa1/2. TEM像显示纳米SiC颗粒大多分布在Al2O3母体晶粒内,也有一些纳米SiC颗粒分布在ZrO2晶粒内. 断裂表面的SEM像表明,穿晶断裂是其主要的断裂模式,这是所制备的纳米复相陶瓷力学性能大幅提高的主要原因.