SiC_w一AlN复合材料工艺因素的研究

本文研究了工艺因素（烧结温度、添加剂组成和含量）对ＳｉＣ＿ｗ一ＡＩＮ复合材料的影响。结果表明：１８５０℃是较合适的复合材料烧结温度，复合材料力学性能与添加剂组成和含量有密切关系。Ｙ＿２Ｏ＿３与ＳｉＯ＿２在烧结中起的作用不同，Ｙ＿２Ｏ＿３与ＡＩＮ表面的Ａｌ＿２Ｏ＿３形成液相，是一种良好的烧结添加剂，而ＳｉＯ＿２由于与ＡＩＮ形成２７ＲＳｉａｌｏｎ多形体，反而阻碍材料致密化。在添加８ｗｔ％左右Ｙ＿２Ｏ＿３时。复合材料力学性能最佳，抗折强度σ５２０ＭＰａ，断裂韧性Ｋ＿（ｌｃ）＝４．９８ＭＰａ·ｍ￣（１／２）     

SiCw增韧Al2O3／TiB2陶瓷复合材料的研究

根据对晶须与基体材料的热胀失配的分析，计算得出了Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ三元复合材料中ＳｉＣｗ的临界体积分数。采用ＴｉＢ２颗粒增韧和ＳｉＣｗ增韧两种途径来改善Ａｌ２Ｏ３的脆性，得到此复合材料的抗弯强度为７４０ＭＰａ，断裂韧性为７．７ＭＰａ·ｍ＾１／２。分析表明：当ＳｉＣｗ含量大于临界体积分数时，强度大幅降低的主要原因是由于致密度的降低和热残余拉应力的增大。     

SiCw／涂层／TZP陶瓷复合材料界面化学键的XPS和IR研究

本文用ＸＰＳ和ＩＲ测定了ＳｉＣｗ／（Ａｌ２Ｏ３，莫来石）涂层／ＴＺＰ陶瓷复合材料的界面化学键。结果表明ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３、莫来石、ＴＺＰ界面为化学结合而Ａｌ２Ｏ３、莫来石／ＴＺＰ界面为物理结合。     

AlN／SiCw（Y2O3＋SiO2）复合材料热处理增强研究

研究了热处理对ＡｌＮ／ＳｉＣｗ（Ｙ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）复合材料机械性能的影响。结果表明，该材料经热处理后的强度提高，当添加剂Ｙ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝１／２．５摩尔比时，提高幅度最大。经ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＴＥＭ／ＥＤＡＸ和ＨＲＥＭ分析，热处理增强的机理主要是粒界玻璃相在高温氧化气氛中和ＡｌＮ颗粒表层作用，生成的纤维２Ｈ＾δＳｉａｌｏｎ相和ＳｉＣｗ形成空间交错结构。     

常压烧结莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷的研究

本文对莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷进行了Ｎ２气氛中常压烧结的研究。实验结果表明：ＳｉＣ粒子添加量≤２０ｖｏｌ％，材料均可致密烧结并可获得均匀的微观结构。ＳｉＣ粒子的加入使材料人力学性能较莫来石／氧化锆陶瓷有明显的提高，并在ＳｉＣ含量为１０ｖｏｌ％时达到峰值，室温强度和断裂韧性分别为６０１ＭＰａ和５．８ＭＰａ＾Ｃ２，接近热压材料。     

Al2O3涂层对炭纤维增强复合材料力学性能的影响

利用溶胶＝凝胶方法在炭纤维表面涂覆了一层Ａｌ２Ｏ３。发现该涂层厚度适当时,不仅对炭纤维有化学保护作用,而且会使炭纤维与其体之间有适当结合。从而使复合材料力学性能得到提高。室温抗折强度和断裂韧性分别达到１１２０ＭＰａ和１９．３０ＭＰａｍ＾１／２。用ＸＲＤ和ＳＥＭ测试手段解释了这一结果。     

TiB2／SiCw复合材料增韧机理的微观分析

在ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ基体中加入适量的ＳｉＣｗ可以明显地提高其断裂韧 性ＫＩＣ，其它机械性能也有不同程度的改善。ＳＥＭ、ＴＥＭ微观分析表明：在具有较高ＫＩＣ值的ＴｉＢ２／ＢｉＣｗ陶瓷复合材料中，ＳｉＣｗ与ＴｉＢ２晶粒之间有较适宜的界面结合，两相之间未发现有明显的界面化学反应用，当该复合材料发生断裂时，其内部出现晶须拔出，裂纹桥连，裂纹偏转三种增韧机制。     

ZTM／SiCp复相陶瓷的力学性能与显微结构分析

本文采用热压工艺制备莫来石一氧化锆一碳化硅复相陶瓷；研究了分散相ＳｉＣ粒子的添加量和粒径对氧化锆增韧莫来石陶瓷力学性能的影响。实验结果表明：ＳｉＣ添加量在１０－３０ｖｏｌ％范围之内，材料力学性能有显著提高，其断裂韧性比ＺＴＭ材料要提高８９％，达８．５ＭＰａｍ＾１／２，弯曲强度要提高９１％左右，达６８０ＭＰａ；通过对断口进行观察，细ＳｉＣ粒子强韧ＺＴＭ陶瓷主要是通过裂纹钉扎和偏转来实现的，当添加一定     

碳纤维／LAS玻璃陶瓷的界面,显微结构与力学性能

采用溶胶固化法制备了碳纤维（Ｃ＿ｆ）补强的锂铝硅（ＬＡＳ）玻璃陶瓷复合材料。研究了热压温度、压力与纤维含量对复合材料力学性能的影响。借助扫描电镜与理论计算，分析、讨论了纤维与基体的轴向与径向热不匹配，复合材料的显微结构对复合材料力学性能的影响，得到了抗弯强度σ＿ｂ＝７４０．４ＭＰａ，断裂韧性Ｋ＿（Ｉｃ）＝１９．５ＭＰａ。ｍ￣１／２的Ｃ＿ｆ／ＬＡＳ复合材料。     

SiCp—AlN复合材料力学性能及增韧机理研究

本研究表明ＳｉＣ颗粒尺寸及含量对ＳｉＣｐ－ＡｌＮ复合材料力学性能有较大的影响，通过工艺因素的控制，ＳｉＣｐ－ＡｌＮ复合材料的抗弯强度可达５６９ＭＰａ，断裂韧性可达５．１４ＭＰａ．ｍ＾１／２，另外，对复合材料的显微结构进行了观察，并分析了其增韧机理。     

晶须碳酸钙的合成研究

以工业石灰石为原料 ,利用碳化合成方法制备了晶须碳酸钙 ,确定了晶须碳酸钙合成的适宜温度、氢氧化钙质量分数和添加剂种类。实验表明 :在Ca(OH) 2 浆料中 ,加入针状碳酸钙晶种和有利于晶须长度方向生长的磷酸盐有利于晶须碳酸钙的生成     

碳化硅晶须补强莫来石复合材料的SPS烧结致密化研究

采用SPS工艺制备了SiC晶须增强莫来石基复合材料。SEM分析结果表明,SiC晶须在莫来石基体中分布均匀,看不到晶须团聚,晶粒中可看到由于快速烧结而导致的微气孔残留;晶须的拔出、解离非常明显,是主要的晶须增韧机制。SiC晶须的取向,在热压烧结条件下呈各向异性。在不同方向的裂纹扩展、亦即材料的断裂韧性,也表现出明显的各向异性。采用30vol％SiC晶须增强莫来石,SPS烧结条件下材料强度比热压高10％左右,为570MPa,KIC为4．5MPa．m^1/2,比纯莫来石提高100％以上。同HP法烧结相比,SPS烧结明显有利于材料致密化。     

晶须长径比对复合材料力学行为影响的模拟

在单向晶须增强树脂基复合材料的轴对称模型和已有研究成果基础上,利用有限元分析方法,研究该类复合材料中晶须长径比的变化对材料整体力学行为的影响.结果表明:1)晶须长径比对晶须应力作用明显大于对基体的影响;2)晶须的长径比h/r≤30时,随着晶须长径比的增大,发生在晶须端部处的集中应力急剧增加;但当长径比h/r≥30时,长径比的进一步增加对集中应力影响不大;3)随着晶须长径比的增大,界面剪切应力减小,分布曲线下移;但当长径比h/r≥30时,长径比的进一步增加对剪切应力影响不大;4)随着晶须长径比的增加,复合材料的拉伸强度逐渐增大.     

碳酸钙晶须填充改性PP的研究

分别使用轻质碳酸钙和碳酸钙晶须对ＰＰ进行填充,研究了填料种类,填料量以及表面处理对体系性能的影响。结果表明,在相同的填料量下,当填充晶须时,体系的加工扭矩较小,拉伸强度和冲击强度较高,对晶须进行适当的表面处理后,体系的性能可得到进一步提高。     

温度对碳热还原合成SiC晶须的影响

以工业硅溶胶和碳黑为主要原料,用溶胶-凝胶和碳热还原法进行了合成SiC晶须的试验,探讨了合成温度对产物组成微观形貌的影响.结果表明:合成SiC晶须适合的温度为1600℃,在此条件下得到的产物中SiC晶须含量最高(74%以上)、质量最好.     

SiC晶须对Si3N4陶瓷基复合材料机械强度的影响

制备了含10vol％,20vol％及30vol％SiC晶须的Si_3N_4基复合材料,对其室温及高温机械强度的测试研究表明,SiC晶须对基体的高温机械性能有明显的增强作用。含20vol％SiC晶须的复合材料1200℃下强度达780MPa,比基体材料提高50％。通过SEM和TEM研究,讨论了SiC晶须增强的原因。     

SiC晶须表面涂覆Al2O3的溶胶—凝胶工艺及机理

用异丙醇铝为先驱体通过溶胶-凝胶工艺成功地在SiC晶须表面涂覆了5—30nm的Al_2O_2涂层。认为SiC表面与Al(OC_2H_7)_2(OH)形成配位键并构成胶团是形成涂层的重要机制。研究了溶胶浓度、晶须预处理,晶须直径和反复涂层对涂层效果的影响。     

硫酸钙晶须／PP／EPDM复合材料力学性能研究

采用对硫酸钙晶须进行表面处理和提高ＰＰ／ＥＰＤＭ基体树脂极性的方法制得具有良好界面层的硫酸钙晶须／ＰＰ／ＥＰＤＭ复合材料。力学性能测试结果表明，硫酸钙晶须可提高ＰＰ／ＥＰＤＭ基体的拉伸强度和弯曲强度，通过控制各组分配比可制得韧性和刚度均衡的复合材料。     

碳酸盐热解法制备氧化镁晶须

以氯化镁和碳酸氢铵为原料, 加入适当添加剂聚乙烯醇, 在60 ℃反应条件下得到制备氧化镁晶须的前驱体--正碳酸镁晶须(MgCO3*3H2O).以正碳酸镁晶须为原料, 通过控制正碳酸镁的分解条件保持碳酸镁的晶体形状不被破坏, 并在高温下转变成氧化镁晶体结构, 得到氧化镁晶须.利用扫描电镜和X射线衍射对氧化镁晶须作了形貌观察和结构分析, 表明所得氧化镁晶须直径分布均一, 晶体结晶良好, 对氧化镁晶须的生成机理也作了初步探讨.