不同铝源对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的制备及性能影响

以碳化硅、氮化铝、层析氧化铝、氢氧化铝、氟化铝、滑石为主要原料,石墨为造孔剂通过原位反应烧结技术制备碳化硅/堇青石复相多孔陶瓷.研究了含铝化合物种类、烧结温度、石墨含量对SiC/堇青石复相多孔陶瓷相组成、微观结构、气孔率和抗折强度的影响,同时对S0组在1200℃烧结温度下制得的SiC/堇青石复合多孔陶瓷的孔径分布进行了测试分析.结果表明:以AlN为铝源在1200℃下烧结,石墨含量在15％时,堇青石结合SiC多孔陶瓷的抗弯强度和气孔率两项综合性能达到最优,气孔率为31.99％,相应的弯曲强度86.20 MPa.S0组的平均孔径大小在3.0191 μm.     

碳化硅-堇青石多孔陶瓷的制备及其性能

以碳化硅粉末、高岭土和滑石等为原料,按堇青石的化学计量比设计原料配比,制备了堇青石理论生成量分别为0、10%、15%、20%、100%的碳化硅-堇青石多孔陶瓷,测定了试样的抗折强度、显气孔率和热膨胀系数,并分别用XRD和SEM分析了试样的晶相组成和断面形貌。结果表明:与碳化硅多孔陶瓷相比,碳化硅-堇青石多孔陶瓷的抗折强度显著提高,热膨胀系数明显降低,但显气孔率有所降低。SEM分析结果表明:碳化硅-堇青石多孔陶瓷中碳化硅颗粒排列较紧密,断面呈“网格状”结构;而在多孔碳化硅陶瓷中,晶粒形貌清晰且排列较疏松,气孔平均孔径较大。     

堇青石/碳化硅复相陶瓷窑具抗氧化性能研究

本文对碳化硅、堇青石的优点整合制备碳化硅/堇青石复相陶瓷窑具,以力学性能变化为基础通过研究偏钒酸铵含量、金属硅粉含量、烧成温度等3个方面对堇青石/碳化硅复相窑具材料抗氧化性能进行研究分析,并通过X-射线衍射(XRD)分析,复相陶瓷窑具中并未有明显的氧化物如SiO2等杂质相出现。     

碳化硅-堇青石复相陶瓷窑具材料的制备及表征

本文对碳化硅、堇青石的优点整合制备碳化硅/堇青石复相陶瓷窑具,并从力学性能方面研究了碳化硅及堇青石的含量对复相窑具性能的影响,确定碳化硅含量在75%,堇青石含量在8%~10%得到性能优异的复相陶瓷窑具,同时对烧成温度进行了研究,发现在1 390℃下保温3小时有利于产品的完全烧结。通过X-射线衍射(XRD)分析,复相陶瓷窑具中并未有杂质相出现。     

SiC/莫来石复相多孔陶瓷气孔率和强度的影响因素

以煅烧高岭土、Al(OH)3粉末、SiC粉末为主要原料,以石墨为造孔剂制备了SiC/莫来石复相多孔陶瓷,研究了造孔剂含量、碳化硅颗粒粒径以及烧结温度对SiC/莫来石复相多孔陶瓷抗弯强度和气孔率的影响,并分别用XRD和SEM分析晶相组成和断面显微结构.结果表明:当SiC粒径为60 μm,造孔剂含量为15％时,在1400℃下保温3h制备的样品综合性能最佳,其孔隙率为30.3％,抗折强度达到58.0 MPa.     

镁橄榄石/堇青石复相陶瓷性能的研究

为确保起着信号发射、接收、调制等作用的微波天线系统在高温环境能有效工作,其陶瓷基部分要求低介电常数、低损耗、热膨胀系数与金属相匹配,在高温下能有效工作。镁橄榄石瓷具有低的介电常数和介质损耗,但热膨胀系数较大,采用热膨胀系数低的堇青石瓷进行复合,制备镁橄榄石/堇青石复相陶瓷,期望两者在介电性能和热膨胀性能上能够互补,满足耐高温天线材料的要求。     

莫来石/SiC复相多孔陶瓷的制备及性能研究

用高岭土、Al2O3粉和SiC粉末为原料,活性碳为造孔剂制备莫来石/SiC多孔陶瓷.测定了试样的显气孔率、气孔孔径分布和抗弯强度,并分别用XRD和SEM分析晶相组成和断面显微结构.结果表明:莫来石的理论设计质量的分数小于10%时,莫来石/SiC多孔陶瓷的显气孔率随其设计量的增多而急剧降低;莫来石理论设计量继续增加时,试样显气孔率缓慢降低并趋于稳定.气孔孔径随莫来石设计量的增加而急剧减小.抗弯强度随莫来石设计量的增加而先增大,在莫来石理论设计量为20%时达到最大值,此后逐渐降低.SEM分析结果表明:与其他试样相比,莫来石设计量为40%的试样中存在较多的多孔"微区".     

含堇青石涂层碳化硅网状多孔陶瓷的制备及燃烧特性

针对多孔介质高温燃烧用碳化硅多孔陶瓷因高温氧化导致抗热震性能以及辐射效率衰减等问题,首先采用有机泡沫浸渍法制备碳化硅素坯,经低温预烧、真空浸渍含Mg（OH）₂、单质Si和α-Al₂O₃浆料,经过原位反应烧结在碳化硅骨架表面构筑含堇青石红外辐射涂层的碳化硅多孔陶瓷。结果表明：真空浸渍浆料能在碳化硅骨架表面涂覆连续涂层的同时,能完全填充骨架的三角孔洞,经1 350℃烧结成功制备了具有堇青石涂层、碳化硅骨架中间层、堇青石填充层的3层结构碳化硅多孔陶瓷。3层结构的形成显著提高了碳化硅多孔陶瓷力学性能及抗热震性能以及高温抗湿氧化能力,碳化硅多孔陶瓷在1 350℃热处理后耐压强度达到1.18 MPa、残余强度保持率达67%;碳化硅多孔陶瓷中3层结构孔筋表面堇青石红外辐射涂层的形成,强化了碳化硅多孔介质燃烧器辐射换热过程和燃烧效率,将燃烧器表面温度提高约140℃,并显著降低了燃烧器中CO、NO_x等污染物的排放量。     

氧化结合法制备多孔碳化硅陶瓷及其特性

以不同粒径碳化硅为骨料,羧甲基纤维素钠(CMC)为粘结剂,在大气中利用碳化硅颗粒表面氧化成的SiO2粘接在一起低温合成多孔碳化硅陶瓷.分析了粒径大小、烧结温度、成型压力对氧化结合多孔碳化硅陶瓷特性的影响.用TG-DSC、XRD、SEM研究了碳化硅陶瓷的氧化性能,物相组成,微观形貌.结果表明:原始粒径越小,碳化硅陶瓷的活性越高,相应的氧化程度越高,在1μm时氧化率最高达到49.58％,但其在1000℃保温100 h质量增重也最高达7.53％;随着烧结温度升高,碳化硅氧化率增加,气孔率相应地降低;成型压力也对碳化硅陶瓷的氧化率,气孔率产生一定影响.     

堇青石质多孔陶瓷的制备及性能研究

采用氧化铝、烧高岭、烧滑石为原料,可溶于水的有机物质尿素作为造孔剂,TiO2为添加剂,于6MPa压力下干压成形,1350℃下保温60min进行烧成,制备出以堇青石为主晶相的多孔陶瓷体。通过XRD分析手段对不同温度合成堇青石主晶相进行了分析,并用SEM观察了烧结后多孔陶瓷的微观结构。探讨了可溶性造孔剂用量、TiO2添加量、烧成制度等因素对堇青石质多孔陶瓷性能的影响。制备的多孔陶瓷体气孔率接近于70%,抗压强度达到3.310MPa。     

碳化硅多孔陶瓷的制备工艺比较

多孔碳化硅陶瓷由于具有优良的高温强度、耐磨性、耐腐蚀性以及抗热震性而得到越来越广泛的关注.随着科技的发展,其已在环境保护、过滤分离、尾气吸收、吸声降噪、生物医学、航空航天和能源化工等方面发挥着重要的作用.本文着重分析了多孔碳化硅陶瓷的传统制备工艺与先进制备工艺的优缺点,并对其未来的制备工艺作出展望.     

氧化反应结合SiC基陶瓷的制备与性能

本文采用反应结合制备方法,通过对坯体进行预氧化使ＳｉＣ颗凿表面氧化形成ＳｉＯ２,而后在烧成中与添中剂ＡＩ２Ｏ３－Ｙ２Ｏ３反应,使坯体气化率减少,制备了多孔ＳｉＣ基陶瓷。文章探讨了坯体中ＳｉＣ的氧化特征、反应结合过程和相变化以及它们对烧结体性能的影响。     

氟化铝添加量对碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷性能的影响

本文以碳化硅(SiC)、气相SiO2、纳米Al2O3和AlF3·H2O为原料,制备出了碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷,主要研究了AlFa·H2O添加量、烧结温度对多孔陶瓷抗弯强度、气孔率、孔径分布等性能的影响.用SEM、XRD研究了多孔陶瓷的微观形貌和物相组成.结果表明:AlF3·H2O对莫来石的生成有明显的促进作用,1300℃时,添加AlF3·H2O的样品中检测到莫来石相,多孔陶瓷气孔率随AlF3·H2O加入量增加而升高,而抗弯强度随其增高而先增加后减小,AlF3·H2O添加量为4wt％时,多孔陶瓷气孔率为42.8％,抗弯强度为31.1 MPa.     

High-Strength Porous Silicon Carbide Ceramics by an Oxidation-Bonding Technique

Porous silicon carbide (SiC) ceramics were fabricated by an oxidation-bonding process in which the powder compacts are heated in air so that SiC particles are bonded to each other by oxidation-derived SiO₂ glass. Because of the crystallization of amorphous SiO₂ glass into cristobalite during sintering, the fracture strength of oxidation-bonded SiC ceramics can be retained to a relatively high level at elevated temperatures. It has been shown that the mechanical strength is strongly affected by particle size. When 0.6 μm SiC powders were used, a high strength of 185 MPa was achieved at a porosity of ∼31%. Moreover, oxidation-bonded SiC ceramics were observed to exhibit an excellent oxidation resistance.     

Preparation and Properties of Porous Aluminum Nitride–Silicon Carbide Composite Ceramics

Microporous two-phase AlN–SiC composites were prepared using Al₄C₃ and either Si (N₂ atmosphere) or Si₃N₄ (Ar atmosphere) as precursors. The reaction mechanisms of the two synthesis routes and the effect of processing conditions on reaction rate and the material microstructures were demonstrated. The exothermic reaction between Si and Al₄C₃ under N₂ atmosphere was shown to be a simple processing route for the preparation of porous two-phase AlN–SiC materials. The homogeneous two-phase AlN–SiC composites had a grain size in the range of 1–5 μm, and the porosity varied in the range of 36%–45%. The bending strength was 50–60 MPa, in accordance with the high porosity.     

Thermal Shock Behavior of Porous Silicon Carbide Ceramics

Using the water-quenching technique, the thermal shock behavior of porous silicon carbide (SiC) ceramics was evaluated as a function of quenching temperature, quenching cycles, and specimen thickness. It is shown that the residual strength of the quenched specimens decreases gradually with increases in the quenching temperature and specimen thickness. Moreover, it was found that the fracture strength of the quenched specimens was not affected by the increase of quenching cycles. This suggests a potential advantage of porous SiC ceramics for cyclic thermal-shock applications.     

碳化硅陶瓷的冲蚀磨损机理

采用自主研发的冲蚀磨损试验机,以碳素钢为参照,对碳化硅陶瓷进行冲蚀磨损实验.通过控制冲蚀角度、冲蚀时间和粒子冲蚀速度,测定碳化硅陶瓷的冲蚀磨损量,并借助于SEM对冲蚀磨损后试样的显微结构进行观察.实验结果表明:碳化硅陶瓷体积冲蚀率随角度增大而增大,在90°下达到最大;碳化硅陶瓷的冲蚀磨损机理为:在小角度下主要以切削磨损为主,在大角度下主要以脆性断裂为主.