赛隆结合碳化硅陶瓷复合材料的制备

赛隆结合碳化硅材料是在氮化硅结合碳化硅材料的基础上发展起来的一种新型材料,广泛用于炼铁高炉和陶瓷窑具行业,他的突出优点就是抗渣腐蚀及抗碱腐蚀能力强。但原生产工艺存在着技术难以控制、产品质量不稳定等诸多不利因素,本实验对原工艺作了较大的改进,工艺条件得到了改善,产品各项理化指标有了很大提高。     

碳化硅及其复相陶瓷高温摩擦化学的研究

研究了碳化硅及其复相陶瓷自对偶摩擦在空气中从室温到 12 0 0℃的摩擦磨损特性和摩擦化学 ,其摩擦学特性与摩擦试验温度和载荷密切相关 ,其磨损特性依试验条件不同呈现基本不变、增加和减少的规律 ,由摩擦的摩擦化学反应物———无定形SiO2 构成的平滑薄膜层的形成与破坏是主要原因     

碳化硅/环氧树脂复合材料的制备及性能研究

分别采用固化剂D230、9035、acamine2636与环氧树脂E51混合,然后分别与用硅烷偶联剂(KH550、KH560、A171)处理的碳化硅颗粒混合,采用浇注法制备了碳化硅/环氧树脂复合材料。以材料的弯曲强度为评价方法,研究了3种不同固化剂构成的环氧树脂体系以及3种硅烷偶联剂对碳化硅/环氧树脂复合材料性能的影响,以及复合材料弯曲强度与材料中环氧树脂含量的关系。结果表明,3种固化剂中以D230、9035制备的材料性能为好;采用KH550、KH560处理碳化硅颗粒后的材料性能比不处理或采用A171处理碳化硅颗粒后的材料性能为好。随着复合材料中环氧树脂相含量的增加复合材料的弯曲强度下降。     

碳化硅陶瓷复合材料的制备及抗氧化行为

通过热压烧结工艺制备了碳化硅陶瓷复合材料.对其力学性能进行评估,利用扫描电镜图片(SEM)观察了基体的断口形貌,并利用X射线衍射仪(XRD)对物相进行了分析,讨论了其氧化过程及机理.结果显示:力学性能随TiC添投量的增加而逐步提高,当投入量9 wt.％时为最强,断裂韧性为5.07 MPa·m1/2,抗弯强度达到552 ...     

纳米碳化硅改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用不同偶联剂对纳米碳化硅进行表面处理后,制备了聚四氟乙烯/纳米碳化硅复合材料,考察了偶联剂种类和含量随载荷变化对复合材料摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电子显微镜观察和分析了复合材料磨损表面形貌及其磨损机理。结果表明,经表面处理的纳米碳化硅填充后的复合材料硬度和摩擦磨损性能均有提高,以钛酸酯偶联剂（NDZ101）处理效果最好;随着偶联剂含量的增大,钛酸酯偶联剂（NDZ101）处理的复合材料的磨损量和摩擦因数均增大,偶联剂最佳含量为填料质量的1 %;偶联剂处理后的纳米碳化硅与基体之间形成了良好的界面,复合材料的磨损以黏着磨损和磨粒磨损为主。     

碳化硅陶瓷基复合材料

位于美国纽约州斯克内塔迪的“星火体系”（Trafire systems）报道,该体系所有权的碳化硅（SiC）-聚碳陶瓷基复合材料（CMC）聚合物体系被加工,创建一种新的防弹装甲方案,那就是能够击败穿甲弹的极端威胁。     

碳化硅陶瓷及其复合材料的热等静压氮化

通过对ＳｉＣ陶瓷，ＳｉＣ－ＴｉＣ复相陶瓷以及ＳｉＣ晶须补强ＳｉＣ基复合材料在氮气氛中进行高温的氮化处理，成功地实现了这些材料的开口气孔与表面裂纹的愈合。有关研究表明：热等静压氮化工艺可以显著提高ＳｉＣ陶瓷及其复合材料的抗强度，对断裂韧性也有较大的改善作用。     

纳米碳化硅对氰酸酯基复合材料摩擦性能的影响

采用模塑成型法制备了氰酸酯(CE)树脂/纳米碳化硅(nano-SiC)复合材料,通过磨损率、摩擦因数和扫描电镜(SEM)表征,探讨了经硅烷偶联剂表面处理过的nano-SiC对CE/nano-SiC复合材料摩擦性能的影响。研究结果表明:硅烷偶联剂对复合材料磨损率的影响大于对摩擦因数的影响;与未经硅烷偶联剂表面处理过的CE/nano-SiC复合材料相比,nano-SiC表面经硅烷偶联剂(如KH-560、SCA-3和SEA-171等)处理后,相应复合材料的磨损率降幅分别为51.52%、54.11%和55.84%,稳定摩擦因数降幅分别为5.94%、8.13%和12.19%;3种硅烷偶联剂中SEA-171的改性效果相对最好。     

碳化硅对聚氯乙烯/竹粉复合材料性能影响

为比较碳化硅(SiC)含量对聚氯乙烯(PVC)/竹粉木塑复合材料性能的影响,以竹粉为木质纤维,PVC为基体材料,用挤出成型方法制备了不同含量SiC的PVC/竹粉复合材料,对其力学性能、摩擦磨损性能及蠕变性能测试分析。结果表明：当SiC质量分数为3%时,PVC/SiC/竹粉复合材料拉伸强度和冲击强度性能较好,较未添加SiC的PVC/竹粉复合材料分别高出29.0%,4.2%;SiC质量分数为3%时,摩擦系数、磨损失重率最小分别为0.428 5,0.151%;添加1.5%SiC的PVC/竹粉复合材料弯曲强度最高,为36.6 MPa。蠕变应力值为3.552 8 MPa时,SiC含量对PVC/竹粉木塑复合材料应变影响相近,其中,PVC/竹粉/1.5%SiC复合材料应变值最小;应力值为7.105 6 MPa、10.658 4 MPa时,PVC/竹粉/3.0%SiC复合材料应变值最小。     

晶须的取向对Al2O3／TiB2／SiCW陶瓷复合材料高温耐磨性能的影响

研究了晶须的取向对Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣＷ陶瓷复合材料在下空气和氮气氢气中与硬质合金摩副往复滑动摩擦时的耐磨性能的影响。结果表明：该材料表面的耐磨性能随θ角的不同而变化，随θ角的增大，材料表面的耐磨性能提高。在高温空气氢气中摩擦时，由于ＳｉＣ晶面的氧化使得材料表面晶须的增韧补强作用削弱，加速了材料的磨损。通入氮气有利于减轻ＳｉＣ晶须的氧化，可提高瓣耐磨性能。     

Stepwise-Graded Si3N4–SiC Ceramics with Improved Wear Properties

The processing of stepwise graded Si₃N₄/SiC ceramics by pressureless co-sintering is described. Here, SiC (high elastic modulus, high thermal expansion coefficient) forms the substrate and Si₃N₄ (low elastic modulus, low thermal expansion coefficient) forms the top contact surface, with a stepwise gradient in composition existing between the two over a depth of ∼1.7 mm. The resulting Si₃N₄ contact surface is fine-grained and dense, and it contains only 2 vol% yttrium aluminum garnet (YAG) additive. This graded ceramic shows resistance to cone-crack formation under Hertzian indentation, which is attributed to a combined effect of the elastic-modulus gradient and the compressive thermal-expansion-mismatch residual stress present at the contact surface. The presence of the residual stress is corroborated and quantified using Vickers indentation tests. The graded ceramic also possesses wear properties that are significantly improved compared with dense, monolithic Si₃N₄ containing 2 vol% YAG additive. The improved wear resistance is attributed solely to the large compressive stress present at the contact surface. A modification of the simple wear model by Lawn and co-workers is used to rationalize the wear results. Results from this work clearly show that the introduction of surface compressive residual stresses can significantly improve the wear resistance of polycrystalline ceramics, which may have important implications for the design of contact-damage-resistant ceramics.     

原位法PA11/SiC复合材料的制备及力学性能研究

以经硅烷化处理的碳化硅(Si C)和11–氨基十一酸为原料,采用原位聚合法制备了尼龙(PA)11/Si C复合材料,并研究了所制得的复合材料的力学性能、形态结构及阻隔性能。结果表明,Si C的加入增大了PA11/Si C复合材料的冲击强度和断裂伸长率,当Si C质量分数为4%时复合材料的力学性能最好。Si C的加入还使复合材料的吸油值下降,阻隔性能增加。     

原位聚合抗磨损PA6/纳米SiO2复合材料制备及其性能研究

为提高聚酰胺6（PA6）的抗磨损性能,采用原位聚合法合成并制备了PA6/纳米SiO2复合材料,研究了该材料的抗磨损性能、耐热性能、力学性能和结晶性能。结果表明,原位聚合PA6/纳米SiO2复合材料具有良好的抗磨损特性,当纳米SiO2含量为1 %(质量分数,下同)时,复合材料抗磨损性能最佳,该材料的热变形温度、拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率均明显高于原料PA6;当纳米SiO2含量为3 %时,复合材料热变形温度由原料PA6的64.6 ℃提高到130 ℃。采用原位聚合母料法制备的PA6/纳米SiO2复合材料同样具有理想的抗磨损性能,并可获得更好的力学性能,且可大幅降低材料制备成本。     

聚四氟乙烯/纳米氮化钛复合材料的摩擦磨损性能研究

利用摩擦磨损试验机考察了填料含量及载荷对纳米氮化钛(TiN)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌,探讨了磨损机理。结果表明,纳米TiN可以提高PTFE的硬度和耐磨性,当纳米TiN质量分数为7%时,PTFE纳米TiN复合材料的磨损量最小;随载荷的增大,PTFE/TiN复合材料的磨损量增加。PTFE纳米TiN复合材料的摩擦因数比纯PTFE小。     

Preparation of SiC/SiC Composites by Hot Pressing, Using Tyranno-SA Fiber as Reinforcement

The development of advanced Tyranno SA SiC fiber with a near-stoichiometric composition and a well-crystallized microstructure has made it possible to prepare SiC/SiC composites even under harsh conditions. To assess the reinforcing effectiveness of Tyranno SA fiber at high temperature under pressure, unidirectional SiC/SiC composites were prepared by hot pressing, using pyrolytic carbon (PyC)-coated Tyranno SA fiber as a reinforcement and nanopowder SiC with sintering additives for matrix formation. The effects of sintering conditions on the microstructural evolution and mechanical properties of the composites were characterized. As the sintering temperature increased (from 1720° to 1780°C) and the sintering pressure increased (from 15 to 20 MPa), the density of the composites gradually increased. Simultaneously, the elastic modulus, the proportional limit stress, and the strength, under both bend and tensile tests, also improved. At lower temperature and/or pressure, long fiber pullout was a predominant fracture behavior, indicating relatively weak fiber/matrix bonding. However, at high temperature and/or pressure, short fiber pullout became a main fracture characteristic, indicating relatively strong fiber/matrix bonding. These phenomena were also confirmed by the characteristics of the hysteresis loops derived from the stress–strain curves produced by a tensile test with unloading–reloading cycles. In the present investigation, the reinforcement of Tyranno SA fiber is effective for providing noncatastrophic fracture behavior to composites.     

铁粉含量对聚甲醛/铁粉复合材料摩擦磨损性能的影响

采用环块磨损试验机,研究了铁粉含量、载荷、对磨时间以及转速对聚甲醛（POM）/Fe粉复合材料摩擦因数和磨损质量的影响。结果表明,载荷200 N,转速200 r/min的测试条件下,随着Fe粉含量的增加,摩擦因数和磨损质量都呈现先降低后升高的趋势。Fe粉含量4 份时摩擦因数在从纯POM的0.13下降到0.098,试样磨损质量比纯POM降低约50%;在不同的载荷情况下,Fe粉含量4份时的摩擦因数始终最低。     

硫酸钡填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

用M 2000型摩擦磨损试验机研究了干摩擦条件下硫酸钡、载荷、对磨时间对聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在本实验采用的条件下,硫酸钡/PTFE复合材料的摩擦因数随着硫酸钡含量的增加而增大,抗磨损能力则有一个最佳含量;随着载荷的增加,材料的摩擦因数、磨损量和磨痕宽度也随之增大;磨损量随着对磨时间的延长,波动变小并趋于稳定。     

硅纳米材料与玻璃纤维混杂填充PA6复合材料的摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机对在干摩擦条件下3种硅纳米材料（纳米SiC、SiO2及Si3N4）与玻璃纤维混杂填充聚酰胺6（PA6）复合材料与45#钢对磨时的摩擦磨损性能进行了研究,并采用扫描电子显微镜对复合材料的磨损表面进行了观察。结果表明,3种纳米硅材料都能减小复合材料的摩擦因数,其中以纳米SiO2与玻璃纤维混杂效果最佳,纳米SiC、SiO2及Si3N4的最佳含量分别为3 %、5 %和3 %。纳米SiO2和纳米Si3N4能够提高复合材料的耐磨性,而纳米SiC会导致复合材料的磨损量增大。     

碳纳米管改性PTFE复合材料摩擦磨损性能

以强酸氧化后不同含量的碳纳米管(CNTs)为填料制备了聚四氟乙烯(PTFE)/CNTs复合材料,研究其摩擦磨损情况。结果表明:CNTs填充质量分数为0,1%,3%,5%,7%时,PTFE/CNTs复合材料的摩擦系数随转速的增大而增大;20,40,60,80 r/min转速下,复合材料摩擦系数随碳纳米管填充质量分数的增加先增大后减小,当填充量为5%时,各转速下的摩擦系数均达到最大值。三维视频显微镜观察样品的表面磨痕深度并计算试样平均体积磨损率,发现填充CNTs可显著降低复合材料体积磨损率,当填充量大于5%后,复合材料体积磨损率增大。扫描电子显微镜观察发现:CNTs质量分数小于5%时,CNTs有效抑制PTFE的犁削,这种抑制作用随CNTs质量分数增大而增大,当质量分数为7%时,PTFE/CNTs复合材料犁削加剧,其原因为CNTs发生团聚,对PTFE分子链的约束作用弱化,使得分子链被拉出结晶区域。