SiC_W/Al_2O_3陶瓷复合材料的力学性能与增韧机理

研究了热压烧结SiC晶须(SiC_W)增韧Al_2O_3~-陶瓷复合材料的力学性能及增韧机理。结果表明:复合材料的维氏硬度,抗弯强度,断裂韧性及弹性模量均比纯Al_2O_3~-陶瓷有明显的提高,而且随着SiC_W含量的增加均连续提高。当SiC_W加入量达30vol％时,维氏硬度,抗弯强度,断裂韧性及弹性模量分别由基体的14.6GPa,235MPa,4.7MPam~(1/2)和401GPa提高到18.7GPa,634MPa,8.0MPa·m(?)和454GPa。弯曲断口形貌及裂纹扩展途径观察结果表明:晶须拔出桥接与裂纹偏转是主要的补强增韧机制。     

SiC_W/Al复合材料

<正> SiC/Al复合材料的研究最早始于60年代初,当时有一些研究者探索用蓝宝石晶须、SiC晶须等增强体来增强各种金属基体。Parratt针对β型SiC晶须增强铝进行了成功的尝试,然而当时晶须价格昂贵限制了其作为一种工程结构材料使用。直到1973年发明了由热分解稻壳制造廉价的β型SiC晶须方法以后,方使得一度低落的晶须增     

SiC晶须改性紫外光敏树脂的研究

采用紫外光固化快速成型工艺制备了SiC晶须/树脂基复合材料,并研究其微观结构和力学性能。微观结构观察表明:SiC晶须的引入使得材料的断裂发生从脆性断裂到韧性断裂的转变。实验结果表明:使用酸化的丙酮偶联剂溶液对晶须进行表面处理有利于复合材料性能的提高;SiC晶须的加入可明显提高材料的力学性能,但同时会使固化速度变慢。     

C/BAS复合材料的制备及性能

采用热压工艺合成了单相和复相 C/BAS复合材料。研究了 C/BAS复合材料的氧化行为。结果表明 ,单相 C/BAS复合材料比复相 C/BAS致密 ,这不仅导致单相复合材料的力学性能比复相的高 ,而且导致单相复合材料中纤维的氧化程度不如复相复合材料中的严重。C/BAS复合材料的显微结构由纤维层和非纤维层组成 ,纤维层中基体的致密程度比非纤维层中的低 ,氧化性气体对纤维的氧化是沿着纤维层宽度方向进行的。     

碳化硅晶须增强Si_3N_4复合材料

用SiC晶须增强热压Si_3N_4,研究了热压制度对SiC_w/Si_3N_4复合材料的密度、弯曲强度、断裂韧性、晶相组成和显微结构的影响,并确定了较佳的热压条件。对微观结构和性能之间的关系进行了初步的探讨。对材料的力学性能如强度、断裂韧性、高温强度等进行了表征。     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学性能的影响

利用热压烧结技术制备高致密度的短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基（Csf/SiC）复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学性能和增韧机制的影响。结果表明：随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式 。     

SiC晶须增韧光敏树脂的力学性能影响因素研究

根据光固化成型技术(SL)工艺对光敏树脂的要求和光敏树脂的固化机理,选择匹配的单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和光引发剂2-异丙基硫杂蒽酮,通过大量的试验合成光敏树脂。针对研制的光敏树脂力学性能不太理想的问题,利用经表面处理后的SiC晶须对树脂体系进行增韧试验,晶须的表面处理工艺和晶须含量(含量均指质量分数)对光固化复合材料力学性能的影响、晶须含量对光固化复合材料固化速度的影响进行分析。实验结果表明:改性后的光敏树脂力学性能有所提高;随着晶须含量的增加,固化速度明显变慢。     

SiC晶须表面化学与力学性能的研究

SiC晶须以其优异的物理和力学性能广泛应用于金属基、陶瓷基新型复合材料的制备中 ,近年来发展迅速 ,加强SiC晶须的研究与应用具有重要的现实意义。结合国内外的工作对SiC晶须的表面化学、力学性能及其复合材料的发展动向进行了详细评述     

陶瓷材料的韧化及其增韧机理(二)——SiC、Si_3N_4陶瓷和陶瓷复合材料的韧化

本文主要综述了晶粒形状、晶粒大小、晶界特性、气孔率和超显微结构对SiC、Si_3~-N_4陶瓷韧化的影响规律及作用机制;另外还分析了陶瓷复合材料和晶须的强韧化机理,主要介绍了裂纹转向机理、晶须(或纤维)拉脱机理及复合增韧机理。     

3DC/SiC复合材料在燃气中的氧化行为

研究了 3DC/SiC复合材料在高温燃气环境中氧化 9h后的力学性能 ,重点研究了燃气中不同温度对C/SiC复合材料力学性能的影响。将长条形C/SiC试样置于发动机喷管出口处的燃气火焰中进行氧化 ,距离燃气中心较近区域的温度高达 12 5 0℃ ,而火焰边缘的温度在 80 0～ 10 0 0℃范围内。氧化 9h后 ,在火焰边缘的C/SiC试样的抗弯强度和断裂功大幅度降低 ;而靠近火焰中心的部分表现出较高的力学性能。C/SiC复合材料在燃气火焰不同区域中的不同力学性能是同氧化温度对SiC基体微裂纹的影响导致的。     

原位生长莫来石棒晶增强钡长石基复合材料的制备及性能

以煤矸石、碳酸钡和氧化铝为原料,采用同相反应热压烧结法制备了原位生长莫来石棒晶增强 BAS 复合材料,借助于 XRD 和 SEM 研究烧成温度和配比对复合材料的相组成、结构和性能的影响。结果表明:热压烧结制备的致密均匀的复合材料,各相结合紧密,均匀分布,莫来石呈针状或棒状,形成空间网络结构;温度的升高,有利于材料的致密化和力学性能的改善,在1450℃×1h×20 MPa 时,按 m(BaO):m(Al_2O_3):m(SiO_2)=30:15:55的配比制备的材料可以获得优异的力学性能。弯曲强度为215 MPa,断裂韧性为3.8 MPa·m~(1/2),比纯钡长石基体材料分别提高169%和111%。     

TiC/Ti3SiC2复合材料的制备及其性能研究

以粉末Ti,Si,TiC和炭黑为原料,采用反应热压烧结法制备TiC/Ti3SiC2复合材料。借助XRD和SEM研究TiC含量对TiC/Ti3SiC2复合材料相组成、显微结构及力学特性的影响。结果表明:通过热压烧结可以得到致密度较高的TiC/Ti3SiC2复合材料;引入TiC可以促进Ti3SiC2的生成,当引入TiC的质量分数达30%,TiC/Ti3SiC2复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别为406.9 MPa,3.7 MPa.m1/2;复合材料中Ti3SiC2相以穿晶断裂为主,TiC晶粒易产生拔出。     

Fe/SiC金属基复合材料的研究

研究了一种新型的Fe/SiC金属基复合材料的界面反应和烧结机理 ,并分析了工艺过程及参数对材料性能的影响。结果表明 ,在 1 0 50℃左右烧结时能有效控制界面反应 ;界面反应及材料的烧结以固相扩散为主 ;碳化硅粒子表面涂覆金属镀层及基体合金化既能有效改善界面结合又能提高材料的力学性能 ,尤其是耐磨性的提高最为显著。     

液态搅拌铸造SiC_p/ZL101复合材料研究

利用改进的机械搅拌法在液态下将氧化态SiC_p分散进ZL101合金液中,制备了SiC_p/ZL101复合材料。对该复合材料的复合工艺、组织和常规力学性能进行了研究。结果表明,SiC_p/ZL101复合材料中SiC_p分布均匀,与基体结合良好,SiC_p与基体界面上存在Mg和Si的富集。与基体合金相比,SiC_p/ZL101的硬度、抗拉强度和耐磨性,尤其是重载下的耐磨性显著提高,塑性虽然降低,但通过优化工艺可以使之降低得最少。     

冲击加载下Al2O3/SiC复合陶瓷的动态力学行为

陶瓷材料动态力学性能与微观断裂机制研究,对冲击加载下材料的损伤机理认识至关重要.针对Al2 O3/SiC复合陶瓷,采用分离式霍普金森压杆装置完成对试样的一维应力波加载,回收破碎试样颗粒并进行扫描电子显微镜分析.结果表明:一维应力波加载试验实现了对试样的均匀加载,且随着应变率的增加,Al2 O3/SiC复合陶瓷的强度逐渐...     

粒度对SiCp/Al复合材料组织及耐磨性的影响

采用半固态机械搅拌法制备不同粒度的SiC颗粒增强铝基复合材料,研究SiC粒度对复合材料的微观组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,粒度为100μm时,复合材料中SiC颗粒分布均匀,没有明显的团聚现象,布氏硬度值最大,相对磨损率最小。其磨损机理是较软的铝基体对SiC颗粒起很好的支撑效果,使镶嵌在合金基体中耐磨的SiC颗粒对合金基体起到保护作用,减少粘着磨损的发生。     

SiC/Zr基非晶复合材料的动态断裂特性研究

利用Hopkinson压杆冲击加载装置和扫描电子显微镜(SEM),对SiC骨架/Zr基非晶合金复合材料圆柱形试样进行了相关的应力-应变响应和动态断裂特征及断口形貌的研究。结果表明:SiC骨架/Zr基非晶合金复合材料的动态压缩强度随冲击压力的增大而递增,当冲击压力为0.6 MPa时,复合材料的动态压缩强度为855 MPa;断裂表面呈现典型的结晶状断口,断裂模式为脆性断裂和劈裂混合破坏模式;非晶基体在动态压缩条件下出现了显著的热软化和熔化特征。