导电颗粒Mo对AlN/Mo复合陶瓷性能的影响

以氮化铝、钼为原料,CaF2为烧结助剂,在氮气气氛下,采用无压烧结方式制备了致密度高于98%的AlN/Mo复合微波衰减陶瓷。采用XRD,FESEM,网络分析仪及激光导热仪对样品的微观结构、介电性能及热导率进行测试分析。结果表明:样品的致密度随着Mo含量的增加逐渐增大。电阻率的变化符合渗流理论,渗流阈值在Mo含量为23%附近。介电常数和介电损耗均随着Mo含量的增加而增加。复合陶瓷的热导率受致密度和Mo含量两个因素的影响,当致密度低于某临界值时,热导率随着致密度的增加而增加;当致密度超过临界值后,复合陶瓷的热导率主要受Mo含量的影响,随着Mo含量的增加,热导率逐渐减小。在烧结温度为1720℃时,Mo含量为5%的复合陶瓷的热导率为114.6 W.m-.1K-1。分析了复合陶瓷的显微结构与导热理论。     

Mo/AlN/Mo功能梯度材料的制备

实验选用细粉AlN和Mo粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术进行Mo/AlN/Mo功能梯度电极材料的制备与表征,采用X射线衍射(XRD)法确定SPS烧结块体的相组成,用扫描电子显微镜(SEM)观察块体断口的显微结构,用阿基米德法和HXD-1000型显微硬度仪对块体的硬度和密度进行测试。研究发现:金属Mo与AlN混合烧结后并没有发生化学反应,只是简单的复合,Mo/AlN/Mo块体抛光截面层对称结构清晰,中间层为AlN层,最外层为金属Mo,过渡层均匀且结合良好,没有发现裂纹等缺陷,符合梯度设计要求。当Mo含量为70%时,Mo/AlN复合材料的硬度值下降缓慢,由于高韧性金属Mo的加入提高了AlN的韧性而同时缓和了其硬度,这使金属Mo层和AlN陶瓷层之间的结合稳定,这种过渡利于Mo/AlN/Mo功能梯度材料的内部结合;当Mo/AlN复合材料的Mo含量达到70%时致密度曲线有明显的上扬达到99.3%,随后致密度曲线随着Mo含量的增加而下降,这由于随着Mo含量的增加烧结后晶粒尺寸逐渐长大造成的。在Mo含量小于19%之前,介电常数有指数增长的趋势,Mo/AlN复合材料的导通阀值为Mo含量大于19%。     

SiC含量对氮化铝基微波衰减复合陶瓷性能的影响研究

以氮化铝和纳米碳化硅为原料,无烧结助剂,1 600 ℃下保温5 min,放电等离子烧结(以下简称SPS),制备了AlN-SiC复合陶瓷.利用扫描电镜,能谱分析仪,XRD,安捷伦4284A LRC阻抗分析仪等对其致密度,显微结构,表面成分,生成的主要物相,介电损耗和介电性能进行分析.结果表明,AlN-SiC复合陶瓷的致密度在91％以上,物相主要有作为原料的AlN和β-SiC,以及烧结之后生成的2H-SiC和Fe5 Si3;随着SiC含量的增加,材料的介电损耗,介电常数相应增加;SiC含量在30％～40％(质量分数,下同)之间,1 MHz以下的损耗角正切tanδ≥0.3,表明纳米SiC具有较强的吸波性能.相同含量的碳化硅,材料的介电常数和介电损耗随着频率的增加而降低.     

放电等离子烧结溶解法制备SiC/Al复合泡沫 材料及其压缩性能

以纯铝为基体,NaCl作为造孔剂,粒径为20μm的SiC颗粒为增强相,采用放电等离子烧结溶解法制备SiC/Al复合泡沫。用SEM、EDS对其微观形貌进行表征,并对该复合泡沫材料进行压缩实验,研究其室温下的压缩性能.结果表明:在真空状态下,采用烧结温度550℃,外加压力30 MPa,保温时间10min,能够制备出致密度在97. 6%,性能优异的SiC/Al复合泡沫材料.与纯泡沫铝相比,SiC/Al复合泡沫的强度高,当SiC的添加量(质量分数)为10%时,SiC/Al复合泡沫的强度为58 MPa,增长幅度为82. 76%.     

放电等离子体烧结制备AlN/Al复合材料

AlN/Al复合材料是一种高导热复合材料,但现有制备工艺较为复杂.本文采用高能球磨的方式制备混合粉末,随后采用放电等离子烧结方法成功制备出AlN-20%Al材料.测试结果表明:制备的AlN/Al复合材料的相对密度大于97%,热导率为52.8W/m·K,烧结温度与传统的AlN相比降低了约200℃.     

放电等离子烧结法制备TiC/SiC复合增强材料的研究

采用放电等离子烧结工艺,将不同用量的纳米SiC粉末与TiC颗粒相复合制备力学增强材料.分别对不同SiC粉末含量的试样进行SEM表征,对质量分数10％SiC的复合试样进行XRD测试.并着重分析探讨了SiC对复合材料在断裂韧性、导电性方面的影响及TiC对复合材料在材料密度和硬度方面的影响.结果 表明:该复合增强材料内部晶粒细密化程度较高,结构缺陷度较低,SiC与TiC相容性优异.质量分数10％SiC样品中的各组分含量占比与XRD分析测试结果相一致,杂质衍射峰基本没有出现.SiC的加入对于复合材料断裂韧性和导电性的提升效果较为显著,30％SiC样品的断裂强度比单纯TiC材料高116％,平均电导率高约100倍.TiC的加入对于材料密度和硬度的提升作用较为良好,当TiC/SiC的含量之比为1.3∶1时,密度和硬度均达到最大值,分别为4.3 g/cm3和68.3HRA.试验结果基本符合预期.     

放电等离子烧结法制备高导热金刚石/Al复合材料

以金刚石颗粒和铝粉为原料,通过放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备高导热金刚石/Al复合材料,在烧结前采用真空微蒸发镀钛工艺对金刚石颗粒进行表面金属化,以降低复合材料的界面热阻.研究SPS工艺参数、铝粉粒度搭配以及复合材料中金刚石含量(体积分数)等对该复合材料致密度及热导率的影响....     

TiB2/SiC陶瓷复合材料制备工艺的研究

以TiO2、B4C和C为原料,基于原位合成法在SiC基体中生成TiB2颗粒,并采用无压烧结法制备出TiB2/SiC复合陶瓷.通过对复合材料制备工艺的研究,发现:高于1 300℃的预烧结能形成TiB2/SiC复合陶瓷坯体.C含量、烧结温度和保温时间对复合材料的相对密度均有影响.当C含量(质量分数)为4%时、在1 400℃...     

单一纳米及纳/微米SiC混合颗粒增强铝基复合材料研究

通过真空热压工艺制备了单一纳米及纳/微米SiC混合颗粒增强的Al-Si复合材料,研究了SiC颗粒的加入对复合材料的组织、致密度及硬度的影响。结果表明:纳米SiCp/Al-Si复合材料与基体合金相比晶粒细化,随着纳米SiC含量的增加,纳米SiCp/Al-Si复合材料的硬度、致密度都是先增大后减小,当纳米SiC含量为3%时硬度取得最大值64.4HV,较基体材料提高了28.8%;用扫描电镜对纳/微米SiCp/Al-Si复合材料的组织、形貌进行观察,发现微米SiC颗粒与基体合金结合紧密,界面无明显反应物生成。纳米SiC含量为3%时,随着微米SiC含量的增加,纳/微米SiCp/Al-Si复合材料的硬度、致密度都是先增大后减小,当增强颗粒含量为3%SiCnm+15%SiCμm时硬度取得最大值76.7HV,较基体材料提高了53.4%。     

陶瓷颗粒增强扩散合金化钢复合材料的微观结构和力学性能

采用传统粉末冶金工艺制备了陶瓷颗粒增强Fe?0.5Mo?1.75Ni?1.5Cu?0.7C扩散合金化钢复合材料,选用的陶瓷颗粒为SiC、TiC和TiB₂。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了烧结材料微观结构,并对烧结材料的硬度、强度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,由于SiC和TiB₂与基体的化学相容性好,陶瓷颗粒与基体界面结合良好;由于TiC颗粒具有极高的化学稳定性,TiC颗粒与基体界面结合情况不理想。随着陶瓷相含量（质量分数）的增加,添加SiC和TiC的烧结试样相对密度降低;添加TiB₂的烧结试样相对密度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷含量增加,添加SiC和TiB₂烧结试样的硬度增大,当陶瓷相质量分数超过1.2%时,硬度增加缓慢;添加TiC烧结试样的硬度先增加后降低,当添加TiC质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷相含量增加,添加SiC和TiC烧结试样的强度降低,少量添加SiC对强度没有明显损害;添加TiB₂烧结试样的强度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.6%时达到最大值（971.7MPa）,比基体提高了14.1%以上。添加陶瓷相对烧结钢性能的积极影响依次是TiB₂、SiC和TiC。     

还原炉用Sialon／SiC和Si3N4／SiC材料在H2O—H2-N2气氛中的抗侵蚀行为

研究铁精粉还原炉中的SiMon／SiC和Si3N4/SiC内衬材料在1223K、1323K、1423K温度下和H2O-H2-N2气氛中氧化100h前后的质量变化及反应前后的显气孔率、体积密度、XRD衍射分析和SEM分析。结果表明：制品在H2O-H2-N2气氛中主要是受H20（g）的氧化而被破坏的,同时发现Sialon／SiC制品比Si,NdSiC制品的抗H20氧化能力好,其中抗氧化性大小关系是Sialon／SiC〉Sialon／SiC（Z=3）〉Sialon／SiC（Z=2）〉Si,N4/SiC。     

C/SiC复合陶瓷与铌合金的活性钎焊

用Ag-Cu-Tj活性钎料对C/SiC复合陶瓷与Nb合金进行了真空钎焊.结果表明,适合该陶瓷钎焊的Ag-Cu-Ti钎料的Ti含量以2.5%～3.0%(质量分数)为宜;但Ag-Cu-Ti2.5钎料直接钎焊陶瓷与金属,焊缝及陶瓷一侧有裂纹和孔洞等缺陷;钎料中引入Mo颗粒后有效缓解了残余应力,实现了陶瓷与金属的气密连接.界面反应产物主要是TiC,TiSi,Cu4Tu,Cu3Ti.     

造孔剂含量对SiC/Al复合材料抗弯强度的影响

采用无压熔浸法制备SiC/Al复合材料,并利用颗粒堆积和毛细管力的静力学理论研究造孔剂含量对SiC/Al复合材料抗弯强度的影响.通过扫描电镜对试样的断口形貌进行分析,发现造孔剂含量为20%(质量分数)时,残余孔隙较小,而造孔剂含量为10%和15%时,残余孔隙较大.造孔剂含量对抗弯强度产生影响,随造孔剂含量增加,抗弯强度先增大后减小,造孔剂为20%时,抗弯强度出现最大值343.63 MPa.     

包埋法制备SiC涂层C/C复合材料及真空热处理对涂层的影响

采用Si、C及Al2O3粉末为原料,利用包埋法结合真空热处理在C/C复合材料表面制备SiC涂层.并利用XRD、SEM等测试手段分析真空热处理对涂层C/C复合材料的组织结构和力学性能的影响.研究结果表明:包埋粉料中Si含量为84.5%和87.0%(质量分数)时,所制备的SiC过渡层由β-SiC、α-SiC和Si三相组成....     

C/C复合材料SiC涂层裂纹形貌及分布的研究

由于涂层与C/C复合材料之间热膨胀系数不匹配,当冷却至室温时在高温下制备的抗氧化涂层会产生裂纹,为分析涂层裂纹的组态,通过在碳毡和真空穿刺两种C/C复合材料基体上制备单层、双层SiC涂层来研究涂层裂纹的形貌及分布.利用金相显微镜和扫描电镜观察两种涂层裂纹的形貌和分布,解释了裂纹与涂层所受热应力及基体原有缺陷的关系,利用XRD分析了单层和双层涂层的成分,说明了不同类型SiC结构与涂层裂纹之间的联系.结果表明涂层裂纹分布及裂纹宽度与基体纤维方向有关;随着涂层厚度增大,微裂纹数量减少;基体原有缺陷会导致涂层产生穿透性裂纹.     

SiC含量对SiCp/Al复合材料摩擦性能的影响

采用粉末冶金技术制备了SiC_p/Al复合材料,探讨了SiC颗粒质量分数对SiC_p/Al复合材料密度、布氏硬度、微观形貌以及摩擦磨损性能的影响。结果表明,SiC颗粒表面形成了少量可提高界面结合性的Al₄C₃化合物。随着SiC质量分数增加,SiC_p/Al复合材料的密度没有明显的变化,当SiC质量分数增加至25%时,密度明显下降。SiC_p/Al复合材料的布氏硬度随着SiC质量分数的增加呈先增长后减小的变化趋势。当SiC质量分数为20%时,材料的硬度最优（HBW 114）,平均摩擦系数达到最大值（0.3425）,摩擦后试样表面形貌平整且犁沟较浅,SiC颗粒未出现明显剥落。     

第一壁材料SiC/C功能梯度材料的制备

以硼、碳为助烧剂 ,选择适当的成分组成 ,用热压法制备出块体SiC/C功能梯度材料。该材料无微观裂纹 ,梯度趋势明显 ,抗热冲击性能良好 ,辐照实验结果显示辐照前后材料组织结构无明显变化。     

Thermal shock behavior of a three-dimensional SiC/SiC composite

Thermal shock behavior of a three-dimensional (3-D) SiC/SiC composite was studied using the water-quenched method. Thermal shock damage of the composite was assessed by scanning electron microscopy characterization and residual three-point-bending strength. In the thermal shock process, the composite displayed the same bending mechanical behaviors as those of the original composite and retained 80 pct of the original strength in the longitudinal direction after being quenched from 1200°C to 25°C in water for 100 cycles. However, the composite displayed anisotropy in resistance to thermal shock damage. The observed microdamage processes were as follows: (1) formation of micropores and long crack, (2) transfer and growth of pores, (3) saturation of the dimension and the density of pores, and (4) accelerated growth of the long crack along the longitudinal direction. The critical thermal shock number for the composite was about 50. When thermal shock was less than 50 cycles, the residual flexural strength of the composite decreased with thermal shock cycles increasing. When the number was greater than 50, the strength of the composite did not decrease further.     

炭/炭复合材料MoSi2/SiC抗氧化涂层的研究

采用包埋法制备C／C复合材料抗氧化MoSi2／SiC梯度涂层，同时对抗氧化涂层的形成、组织结构以及抗氧化性能与渗料的关系和抗氧化机理进行了研究。结果表明：采用包埋法制备的C／C复合材料抗氧化MoSi2／SiC梯度涂层致密，但有少量裂纹，涂层有良好的抗氧化效果。当硅与SiC保持一定的比例，渗料中MoSi2的含量为50％时，涂层具有最好的抗氧化效果；当MoSi2与SiC保持一定的比例，渗料中硅的含量为20％时，涂层具有最好的抗氧化效果。     

Time-dependent deformation in an enhanced SiC/SiC composite

Time-dependent deformation in an enhanced SiC/SiC composite has been studied under constant load at high temperatures of 1200 °C, 1300 °C, and 1400 °C. Creep damage evolution was evaluated by a Young’s-modulus change of partial unloading and microscopic observation. The addition of the glassy phase in the matrix is very effective for protecting the composite from oxidation. The transient creep is dominant in creep life at all the temperatures. An empirical equation is proposed to describe creep behavior of the composite. It is found that creep activation energy increases with creep time at stresses lower than matrix cracking stress, but the activation energy remains constant at stresses higher than the matrix cracking stress. The creep strain rate of the composite is considered to be controlled by creep of fibers based on examining the time, strain, stress, and temperature dependencies of creep strain rates.