喷雾造粒制备SiC-AlN复合粉体特性及烧结性能

采用水基料浆与流态化喷雾造粒相结合制备SiC-AlN复合粉体,分析复合粉体的粉体特性、成形性能及烧结特性,探讨SiC-AlN复相陶瓷的增强增韧机制。结果表明：喷雾造粒后,复合粉体的流动特性显著提高,粒度级配合理;随着压强增加,坯体密度在40～80、80～160和160～220MPa范围内呈现阶梯式增长,160MPa以上成形后素坯均匀致密,无硬球颗粒存在;无压烧结SiC-AlN复相陶瓷具有优越的烧结性能和力学性能,这是由于AlN对SiC晶粒形成生长势垒,并反应生成2H型固溶体,从而细化晶粒,导致裂纹扩展产生了绕道与偏转效应,呈现晶粒撕裂与拨出现象,协同改善了复相陶瓷的强度及断裂韧性。     

水基SiC料浆的分散稳定机制及喷雾造粒

以去离子水为液体介质,引入有机添加剂,配制水基SiC悬浮料浆,研究了水基料浆的分散稳定机制及其喷雾造粒行为,分析了有机添加剂和固相含量对料浆流变性能、造粒粉粒径分布及成型性能的影响机制.结果表明:当料浆pH≥10时,水基碳化硅料浆的分散性和稳定性较好,料浆具有剪切稀化的非Newton体特性:当加入0.2%(质量分数,下同)四甲基氢氧化铵、2.0%聚乙烯醇和1.0%聚乙二醇时,料浆黏度较小:固相含量为50%水基料浆喷雾造粒后,造粒粉的流动性、填充性能及成型性能明显提高,但球状造粒粉需要在一定成型压力下才能完全破碎.     

SiC/纳米TiN水基复合料浆特性及喷雾干燥

以四甲基氢氧化铵(TMAH)为分散剂,纳米TiN、亚微米SiC粉体为原料,分别制备单组分水基料浆及复合料浆,分析了SiC/纳米TiN复合料浆的分散稳定机制以及喷雾干燥行为.研究结果表明,TMAH在纳米TiN、SiC颗粒表面形成特征吸附,通过静电作用和空间位阻协同作用提高颗粒的分散性;当pH=8、TMAH加入量为0.75wt%时,复合浆料分散稳定,喷雾干燥制备的SiC/纳米TiN复合粉体流动性好,且分布均匀.     

流化床对撞式气流粉碎制备SiC超微粉

采用流化床对撞式气流粉碎(QLM-80K)对工业用SiC粉体进行超微化处理，考察了工作压力对超微化的影响；并采用激光粒度分布仪、扫描电镜、XRD对超微化前后的SiC粉体进行粒度、形貌及结构的研究。研究结果表明：工作压力愈高，SiC粉体的超微化效果愈明显。工作压力为0．6MPa时，超微化前后SiC粉体的平均粒径由3．0lμm降至0．75μm，粒径小于2．5μm的比例由82．86％升至99．85％，粒径主要分布由0．4～1．5μm和8～23μm的双峰分布变为0．4～1．2μm的单峰分布，分布宽度从25．125降到0．833；颗粒主要以片状、小块状存在，分布均匀，超微化前存在的大块状颗粒基本消失，团聚现象明显减少；超微化前后SiC粉体的晶型都属于α-SiC(6H)，超微化后各主要衍射峰的强度减弱、半高宽有所宽化。     

水基SiC浆料的喷雾造粒特性

以水为液体介质,制备分散稳定的水基SiC料浆,并利用喷雾造粒技术对水基SiC浆料进行造粒,研究了碳化硅浆料固含量及喷雾干燥工艺对造粒粉特性的影响。研究结果表明:浆料固相含量对造粒粉体粒径分布影响明显,粉体粒径随固含量的增加而增大。在最佳的干燥工艺条件下,碳化硅粉体流动性得到较大改善,素坯密度增加,陶瓷力学性能提高。     

氮化铝含量对SiC-AlN复相陶瓷常压烧结性能的影响

采用无压烧结(2050℃、Ar气氛)制备SiC-AlN复相陶瓷,利用XRD、SEM、EDAX等分析了AlN含量对复相陶瓷的致密程度、物相组成、微观形貌、烧结性能的影响.研究结果表明,随着AlN含量的增加,陶瓷主晶相由等轴状向棒状或片状转变且晶粒尺寸明显细化;断裂方式由单一穿晶断裂向沿晶断裂过渡.AIN含量为10%时,复相陶瓷相对密度高达97%,烧结性能最好,有晶粒拨出和撕裂效应.     

无压烧结制备纳米复合碳化硅陶瓷

以水基喷雾造粒而成含5%(质量分数)纳米氮化钛(TiN)颗粒的碳化硅(SiC)造粒粉为原料,采用无压烧结制备纳米复合SiC陶瓷。分析了烧结温度及保温时间对复合陶瓷烧结特性与显微结构的影响规律。结果表明:采取二步烧结可以实现SiC陶瓷在晶粒不明显长大的前提下实现致密化,二步烧结,即先升温到1950℃保温15min后迅速降至1850℃烧结1h,制备的SiC陶瓷具有较高收缩率、较低质量损失以及较高的致密度;纳米TiN颗粒加入后能与基体(SiC,Al2O3)部分发生反应生成TiC和AlN,明显改善SiC陶瓷的烧结性能,获得等轴状、细晶显微结构和优越的力学性能。     

有机羧酸改性氮化铝粉体的抗水解性能

采用有机羧酸和PEG作为表面活性剂对工业AlN粉体进行表面改性处理,研究了改性前后AlN粉体的抗水解特性以及表面改性机制。研究结果表明,AlN表面与水分子发生化学反应,导致溶液的pH值迅速提高,表面包覆有机羧酸可有效地改善AlN粉体的抗水解性能;AlN粉体在水中浸泡48h后,氮含量基本保持不变,除了AlN晶相外,没有其他晶相出现,且改性粉体在高剪切应力的水基球磨介质中也保持较强的稳定性。     

喷雾造粒对固相烧结SiC陶瓷的影响

采用离心式喷雾造粒技术对SiC浆料进行造粒,研究了喷雾造粒对SiC粉体的流动特性、成型行为、烧结性能、力学性能及显微结构的影响机制。研究结果表明:喷雾造粒后,碳化硅粉体流动性得到较大改善,素坯密度增加,微观结构致密;固相烧结后,碳化硅陶瓷的烧结性能提高,陶瓷显微结构得到改善。     

h-BN对SiC-YAG-BN复相陶瓷烧结性能的影响

以YAG为烧结助剂,引入h-BN,采用无压烧结制备出SiC-YAG-BN复相陶瓷,采用XRD,SEM等测试技术分析h-BN的引入对复相陶瓷的致密程度、物相组成、断面形貌的影响.结果表明,随着h-BN的引入,复相陶瓷致密性明显降低,气孔率增加.烧结助剂'YAG对h-BN的浸润性差,导致h-BN与YAG和SiC之间弱结合,片状h-BN结构形成支架结构,阻碍复相陶瓷收缩致密,但是能产生裂纹偏转、裂纹消耗及微裂纹等增韧机制.