氮化硅结合碳化硅喷嘴的成形工艺研究

通过对比分析普通石膏模注浆成形、微压注浆成形、振动注浆成形3种成形工艺在氮化结合碳化硅脱硫喷嘴成形过程中的优缺点,以及3种成形工艺坯体密度和试样抗弯强度变化,确定了氮化硅结合碳化硅最佳成形工艺。同时深入研究了振动时间对振动注浆成形密度的影响,确定了最佳振动时间。     

微波水热辅助沉淀法制备氧化铝/碳化硅复合粉体

用微波水热辅助沉淀法制得氧化铝前驱体/碳化硅复合粉体,用XRD、SEM、TG-DSC对粉体进行了表征.研究表明:经过微波水热后,氧化铝的前驱体转变为AlO(OH),随着微波水热时间延长,AlO(OH)的结晶程度越来越高.pH值为7时,煅烧后的Al2 O3/SiC复合粉体的包覆效果最佳.     

Mn2CuCe0.2-SiC整体式催化剂的制备、表征及其催化降解VOCs的中试应用

利用蜂窝碳化硅为催化剂载体,采用浸渍法制备了Mn2 CuCe0.2-SiC整体式催化剂.通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂的表面结构和组成进行了表征分析,并初步研究了在中试条件下整体式催化剂对VOCs的催化降解效果.研究表明,通过浸渍法制备的Mn2 CuCe0.2-SiC整体式催化剂主要活性成份为Cu1.5 Mn1.5 O4、CeO2、CuO和Mn3 O4;用于催化降解浓度在15～80 ppm范围内的甲苯,VOCs转化率为90％时的反应温度T90为300℃.     

纳米抛光碳化硅压力对相变影响的分子动力学模拟

为了研究纳米抛光碳化硅时压力变化对表面的影响规律,建立了金刚石磨粒纳米抛光碳化硅的分子动力学模型,数值模拟了纳米尺度下的碳化硅抛光过程,具体分析了抛光压力线性增大过程中的配位数为1至6的原子数量的变化规律,揭示了线性改变抛光压力对被加工表面相变的影响规律,仿真结果表明:压力是诱导碳化硅相变的主要因素,当抛光压力增大时,发生相变的原子数增多,碳化硅的相变深度增加,其中配位数为1、2和4的原子数减少,配位数为3、5和6的原子数增多。     

碳含量对反应熔渗法制备SiC晶须增强碳化硅陶瓷性能的影响研究

以SiC晶须作为增强体,通过酚醛树脂高温碳化裂解获得碳包覆的SiC晶须,与纳米碳化硅粉体、炭黑混合均匀形成复合陶瓷乙醇浆料.经过干燥、造粒、成型和排胶后获得SiCw-C-SiC素坯,利用反应熔渗法制备高体积分数的SiC晶须增强SiC陶瓷基复合材料.研究了碳黑含量对复合材料力学性能与显微结构的影响.通过扫描电镜照片显示,碳包覆的SiC晶须经高温反应熔渗后仍保持表面的竹节状形貌,且晶须与碳化硅基体间形成适中的界面结合强度,材料断口处有明显的晶须拔出;当炭黑含量为15wt％时,抗弯强度和断裂韧性达到最高值分别为315 MPa和4.85 MPa·m1/2,比未加晶须的SiC陶瓷抗弯强度提高了25％,断裂韧性提高了15％;当炭黑含量为20wt％时,复合材料中残留部分未反应的炭黑,制约其力学性能的提高.     

SiC模具高温模压石英玻璃物相接触角的分子动力学模拟

针对高温下石英玻璃纳米液滴在SiC模具表面接触角难以测量的问题,采用分子动力学方法,模拟研究了不同温度和粗糙表面面向模压的SiO2/SiC高温接触角以及SiO2熔体的界面结构.应用压力张量法发现了MS-Q势函数模拟的SiO2熔体表面张力较接近实际值,即SiO2高温表面特性模拟可优先采用MS-Q势函数.针对SiC模具纳米级表面的粗糙度,发现当粗糙度因子r>1.5时润湿模式由Wenzel变为Cassie-Baxter,此时Ra的变化对接触角值无明显影响,Rmr值减小使得接触面积分数f减小,接触角值随之增大.因此,保持r大于1.5的同时适当减小Rmr值有利于减小固液摩擦,降低石英玻璃工件和SiC模具界面上的脱模力.随着温度升高SiO2表面结构变得松散,导致其在SiC表面接触角减小.在超过2300K时接触角值的变化率增大,为减小工件-模具界面的粘附,模压温度应选择2300K以下.     

用SiO2微粉制备碳化硅粉体的研究

为回收利用SiO2微粉,探究了以SiO2微粉为原料通过碳热还原法制备碳化硅粉体的最佳工艺条件;研究了分别以石油焦、活性炭和石墨粉为还原剂对冶炼效果的影响。在最佳碳质还原剂的基础上,研究了不同配碳比(还原剂与SiO2微粉的质量比为1∶3.5、1∶3、1∶2.5、1∶2、1∶1.5)和不同冶炼时间(15、30、45、60 min)对冶炼效果的影响。结果表明:石油焦、活性炭、石墨粉3种碳质还原剂中,石油焦的冶炼效果最佳;将石油焦与原料SiO2微粉以质量比1∶2进行混合,在中频感应炉中以1650℃冶炼45 min为最佳冶炼工艺条件;以此能够得到晶粒生长较好、品质较高的碳化硅粉体,碳化硅含量高达93.50%(w)。     

高导热高介电BT/SiC/PA6复合材料的制备及性能研究

以聚酰胺(PA6)为基体,氮化硅(SiC)为导热填料,钛酸钡(BT)为介电填料,通过热压法制备出系列复合材料;研究了不同粒径填料的搭配对材料导热与介电性能的影响。结果表明:在填充量较低时,使用混合粒径导热填料能产生一定的级配效应,从而提高复合材料的导热性能。总填充量为26%时,以4∶1的比例,用粒径为0.5~0.7μm和3μm的SiC共同填充PA6,制备获得了最高导热系数为0.9198W/(m·K)的复合材料,而不同粒径、不同功能的混合功能填料还能产生协同效应,进一步提升材料的导热性能并使材料同时获得较好的介电性能,当SiC填充量为20%,BT填充量为20%时,复合材料的导热系数达到1.1110W/(m·K),介电常数到达16(100Hz),损耗保持在0.075(100Hz)左右。     

碳化硅功率模块焊接工艺研究进展

碳化硅(SiC)模块的封装技术是目前电力电子行业关注的热点,焊接材料和工艺是影响模块可靠性的关键环节。详细分析了当前国内外业界已使用或正在研究的焊接材料和工艺,包括应用于传统硅(Si)功率模块和SiC功率模块的常规无铅钎料、低温纳米银烧结、固液互扩散连接和纳米铜焊膏等。分析了各种工艺的焊接过程、焊层性能及存在的问题,明确了今后SiC功率模块高温封装焊接技术的发展方向,即低温纳米银烧结技术和固液互扩散技术将会是SiC功率模块焊接工艺的优选。