SiC多孔陶瓷预成形坯的制备

本文采用真空烧结方法制备SiC多孔陶瓷预成形坯,研究了不同助烧结剂Al2O3-Y2O3、Si、Co和高岭土以及造孔剂羧甲基纤维素(CMC)含量对SiC多孔陶瓷预成形坯气孔率和形貌的影响。结果表明,多元助烧剂Al2O3-Y2O3有利于降低烧结温度和形成液相烧结,并有利于提高SiC多孔陶瓷的孔结构稳定性;羧甲基纤维素含量对烧结预成形坯气孔率和体积密度的影响较大,随着造孔剂CMC含量的增加,SiC多孔陶瓷的气孔率也相应地增加,其体积密度相应减少。     

助烧剂和造孔剂对真空烧结SiC多孔陶瓷性能的影响

以粒度≤0.063mm的SiC为主要原料,分别加入30%(质量分数)的Al2O3-Y2O3与10%的Al2O3-高岭土复合助烧剂,并外加不同量(分别为12.8%、26.3%、30.0%和36.4%)的造孔剂羧甲基纤维素钠(CMC),制样后首先在空气炉中经过300℃2h或1100℃4h的预烧,然后在真空炉中于1550℃4h真空烧结而制备成SiC多孔陶瓷,并研究了助烧剂种类以及造孔剂CMC外加量对SiC多孔陶瓷显微组织、显气孔率及抗折强度的影响。结果显示:采用Al2O3-Y2O3作为助烧剂的SiC多孔陶瓷比Al2O3-高岭土作助烧剂的具有较高的抗折强度,显气孔率稍有减小;随着羧甲基纤维素钠量的增加,加入两种助烧剂的SiC多孔陶瓷均表现为显气孔率增加,抗折强度降低。     

硅锭线切割回收料制备SiC多孔陶瓷的研究

以硅锭线切割回收料为主要原料、Al2O3为烧结助剂、石墨粉为造孔剂.用普通烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷.着重研究了Al2O3添加量对SiC多孔陶瓷的形貌、热膨胀系数、气孔率以及力学性能的影响.结果表明:当Al2O3和石墨添加量分别为30wt%和10wt%,在1450℃温度下烧成的多孔陶瓷的气孔率高达42.21%、弯强度达到30.5Mpa、热膨胀系数为6.64×10-6K-1,可以满足在熔融金属过滤等方面的应用.     

发泡-淀粉固结法制备多孔碳化硅陶瓷

利用表面活性剂发泡,结合淀粉固结成型工艺,Al2O3-Y2O3为助烧剂的条件下,低温烧结制备了SiC多孔陶瓷,并对其气孔率、气孔形貌、强度等性能进行了研究。实验发现,制得的多孔材料中含有大、中、微三种大小的气孔;浆料的固相含量是影响材料密度和强度的主要因素,当固相含量为60％．72％时多孔陶瓷的相对密度为17％-36％,抗压强度为5—19MPa。     

无压烧结制备表面微孔碳化硅陶瓷

以碳化硅（SiC）微粉为骨料,Al2O3-Y2O3为烧结助剂,氯化钙（CaCl2）作为造孔剂,采用无压液相烧结制备了表面微孔SiC陶瓷,分析了不同CaCl2含量对SiC陶瓷的烧结性能、显微结构和摩擦性能的影响。结果表明：加CaCl2会降低SiC陶瓷的体积密度、硬度和抗弯强度;可以有效地细化SiC陶瓷晶粒;能在SiC陶瓷...     

以PMMA为造孔剂的凝胶注模工艺制备多孔Al2O3陶瓷

以Al_2O_3为原料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂、异丁烯/马来酸酐共聚物(Isobam104)为胶凝剂和分散剂、一水柠檬酸(CA)作为稳定剂,采用凝胶注模与造孔剂相结合的方法制备出多孔Al_2O_3陶瓷。研究了分散胶凝剂、稳定剂含量对浆料流变性能的影响,以及造孔剂添加量、不同烧结温度对多孔Al_2O_3陶瓷气孔率和抗压强度的影响。结果表明:制备的多孔Al2O3陶瓷具有均匀的多孔结构,平均孔径为4μm左右;当造孔剂含量从10%(质量分数)增至50%时,多孔Al_2O_3陶瓷的气孔率从45.53%上升至64.98%,抗压强度从31.74 MPa下降至9.83 MPa;当烧结温度从1 500℃升高至1 650℃时,多孔Al_2O_3陶瓷的气孔率从60.31%下降至47.81%,抗压强度从9.00 MPa上升至54.75 MPa。     

ZrN+AlN+Y2O3复合助烧结剂对Si3 N4陶瓷烧结性能的影响

对比了ZrN+AlN助烧结剂与ZrN+AlN+Y2O3助烧结剂对1800℃、25 MPa下热压烧成Si3N4陶瓷显微结构和力学性能的影响,并着重对ZrN+AlN+Y2O3复合助烧结剂促进Si3N4陶瓷烧结的机理进行了探讨.结果表明加ZrN+AlN+Y2O3助烧结剂能明显促进Si3N4陶瓷的烧结,提高陶瓷强度,其相对密度可达97.84%,常温弯曲强度为601.21 MPa,断裂韧性达8.9 MPa·m1/2;而加ZrN+AlN助烧结剂的Si3N4陶瓷未致密化.     

有机泡沫浸渍法氧化铝多孔陶瓷制备研究

有机泡沫浸渍法是当前制备多孔陶瓷最为常见的一种工艺,因其可以制备出气孔分布均匀、气孔率超高、贯通且结构为三维立体网络状的多孔陶瓷。本文研究了添加不同种类以及不同含量的分散剂对α-Al2O3在悬浮液中稳定性的影响,结果表明当固含量为5 wt%时,选用阿拉伯树胶分散剂、且添加量为0.8 wt%时,α-Al2O3悬浮液的稳定性最佳。为了有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,通过实验研究选择的助烧剂质量比为2:1的Si O2/Cu O,添加量为3 wt%。使用气孔率分别为75%、80%、95%的有机泡沫模板,在固含量选取为30 wt%的悬浮液中浸渍后干燥,最后在1200℃烧结2 h,分别制备得到了气孔率为65%、72%、93%的多孔氧化铝陶瓷。     

烧结助剂含量对多孔Si3N4/BN复合陶瓷力学性能和介电性能的影响

以Si3N4和BN为原料,叔丁醇为溶剂,SiO2、Y2O3和Al2O3为烧结助剂,采用凝胶注模成型工艺制备具有高强度、低介电常数多孔Si3N4/BN复合陶瓷。研究了Y2O3和Al2O3含量对多孔陶瓷气孔率、孔径分布、物相组成、显微结构、抗弯强度和介电常数的影响。结果表明:通过调节Y2O3和Al2O3含量,多孔Si3N4/BN复合陶瓷的气孔率由55%增加到68%,气孔尺寸呈单峰分布,平均孔径为0.89～1.02μm;抗弯强度和相对介电常数随Y2O3和Al2O3含量的增加而单调增大,抗弯强度和相对介电常数的变化范围分别为29.9～60.9 MPa和2.30～2.85;通过调节Y2O3和Al2O3含量调控气孔率,能够获得介电性能和力学性能可调的高性能透波材料。     

助烧剂对Al2O3-SiC-C捣打料烧结性的影响

以高铝矾土、棕刚玉为骨料 ,矾土粉、SiC粉、石墨为基质料 ,以磷酸二氢铝和沥青粉为复合结合剂 ,另加少量α Al2 O3微粉 ,制成了Al2 O3-SiC-C捣打料。研究了硅粉、硼酸、SiO2 微粉以及硼酸 SiO2 微粉 4种助烧剂对捣打料烧结性的影响。结果表明 ,这些助烧剂均对捣打料有助烧结作用 ,且有抗氧化作用 ,其中以加入硼酸 SiO2 微粉的复合助烧剂的助烧结和抗氧化作用效果最佳。     

三维网络结构多孔氮化硅陶瓷增强体的制备

以Si3N4和Si粉为主要原料,Al2O3、Y2O3等为助剂,制备Si3N4料浆,用有机前驱体浸渍和二次烧成工艺来制备具有网络结构的多孔氮化硅陶瓷增强体.结果表明:二次烧成能显著提高材料性能,烧成温度在1600～1700℃为宜.用XRD、SEM、XEDS等对二次烧成材料的显微结构和晶相进行分析,研究二次烧成制度改善材料性能的原因,以利于更好的优化工艺.     

多孔碳化硅陶瓷的原位氧化反应制备及其性能

以SiC为陶瓷骨料,Al2O3作为添加剂,通过原位氧化反应制备了Sic多孔陶瓷,并对其氧化反应特性及性能进行了研究.结果表明:在1 300～1 500℃,随烧结温度的升高,SiC的氧化程度增加,SiC多孔陶瓷的强度逐渐增加,但开口孔隙率有所降低.莫来石相在1 500℃开始生成·当烧结温度升高到1 550℃时,莫来石大量生成,得到了孔结构相互贯通且颈部发育良好的莫来石结合SiC多孔陶瓷;由于在SiC颗粒表面上覆盖了致密的莫来石层,SiC的氧化受到抑制,开口孔隙率因而升高,SiC多孔陶瓷的强度因莫来石的大量生成而增加.由平均粒径为5.0um的SiC,并添加20%(质量分数)Al2O3,经1 550℃烧结2h制备的SiC多孔陶瓷具有良好的性能,其抗弯强度为158.7MPa、开口孔隙率为27.7%.     

Porous Si3N4/SiC Ceramics Prepared via Nitridation of Si Powder with SiC Addition

Porous Si₃N₄/SiC ceramics with high porosity were prepared via nitridation of Si powder, using SiC as the second phase and Y₂O₃ as sintering additive. With increasing SiC addition, porous Si₃N₄/SiC ceramics showed high porosity, low flexural strength, and decreased grain size. However, the sample with 20wt% SiC addition showed highest flexural strength and lowest porosity. Porous Si₃N₄/SiC ceramics with a porosity of 36–45% and a flexural strength of 107‐46MPa were obtained. The linear shrinkage of all porous Si₃N₄/SiC ceramics is below 0.42%. This study reveals that the nitridation route is a promising way to prepare porous Si₃N₄/SiC ceramics with favorable flexural strength, high porosity, and low linear shrinkage.     

稀土La2O3添加对氧化铝多孔陶瓷性能的影响

以煅烧α-Al2O3为原料,稀土氧化镧(La2O3)为添加剂,羧甲基纤维素为成型粘结剂,通过混料、困料、研磨、模压成型、高温烧结等工序制备了氧化铝多孔陶瓷,研究了烧结温度及La2O3添加量对氧化铝多孔陶瓷的线收缩率、体积密度、孔隙率、抗折强度和微观形貌的影响。结果表明:在相同烧结温度下,随稀土添加量的增加,多孔陶瓷的体积密度、线收缩率与抗折强度均降低,而孔隙率则逐渐增加。微观形貌与X衍射分析表明,稀土La2O3的加入,抑制了氧化铝颗粒间的烧结,并在高温下与氧化铝反应生成了片状晶体LaAl11O18,片状晶LaAl11O18阻碍了氧化铝晶粒的长大,进而抑制了坯体的收缩,最终使得氧化铝多孔陶瓷具有较高的孔隙率。     

AlN-Re2O3液相烧结碳化硅

采用非氧化物AlN和Re2O3作为复合烧结助剂(Re2O3-La2O3与Y2O3)进行碳化硅液相烧结得到了致密的烧结体.烧结助剂占原料粉体总质量的20%,其中:AIN与(La0.5Y0.5)2O3的摩尔比为2:1,在30MPa压力下,1850℃保温0.5h热压烧结的碳化硅陶瓷,抗弯强度>800MPa,断裂韧性>8MPa·m1/2,明显高于同组分1 950℃无压烧结0.5h的碳化硅陶瓷的抗弯强度(433.7MPa)和断裂韧性(4.8MPam·m1/2.热压烧结的陶瓷晶粒呈单向生长,断裂模式为沿晶断裂.同组分无压烧结碳化硅陶瓷的显微结构可以观察到核壳结构.     

烧成温度对多孔SiC陶瓷管性能的影响

以SiC为骨料,添加低共熔混合物烧结促进剂,煤粉作为造孔剂,在不同的温度下烧成制备多孔陶瓷管.考察了烧成温度对多孔SiC陶瓷管的孔隙率、气体渗透通量、孔径分布以及抗弯强度等性能的影响,并通过SEM对其结构形貌进行了表征.结果表明:随着烧成温度的提高,孔隙率、气体通量及抗弯强度下降,孔径分布变宽.     

Low-temperature preparation of porous SiC ceramics using phosphoric acid as a pore-forming agent and a binder

Porous SiC ceramics combine the properties of both SiC ceramics and porous materials. Herein, we design a facile method via pressureless sintering at relatively low temperatures for the synthesis of porous SiC ceramics. In the synthesis process, phosphoric acid was used as the sintering additive that reacted with SiO₂ on the surface of SiC to form phosphates. The formed phosphates acted as a binder to connect the SiC particles. At a fixed temperature, the phosphates were partially decomposed and released a large amount of gas. This changed the pore structure of the ceramics and greatly improved their porosity. Finally, we obtained the porous SiC ceramics with high porosity and high strength. We investigate the effects of H₃PO₄ content on the phase composition, microstructure, porosity, mechanical properties and thermal expansion coefficient of the prepared porous SiC ceramics. It was shown that at the sintering temperature of 1200 °C, the highest porosity of the samples can reach 70.42% when the H₃PO₄ content is 25 wt%, and their bending strength reaches 36.11 MPa at room temperature when the H₃PO₄ content is 15 wt%. In addition, the porous SiC ceramics show good high-temperature stability with a bending strength of 42.05 MPa at 1000 °C and the thermal expansion coefficient of 3.966 × 10⁻⁶/°C.