NiO催化氮化制备Si_3N_4/SiC复合材料及其高温性能

以原位生成的NiO纳米颗粒为催化剂,采用催化氮化的方法制备Si3N4/SiC复合材料,研究了所制备复合材料的常温物理性能、高温力学性能、抗热震性、抗氧化及抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:1)所制备Si3N4/SiC复合材料的常温耐压强度及抗折强度值分别为131.0及24.6MPa;2)Si3N4/SiC复合材料的高温抗折强度随着温度的升高而增加,1573K时达到最大值后又缓慢下降,但即使1673K时复合材料的高温抗折强度仍高于其常温抗折强度;3)Si3N4/SiC复合材料具有较好的抗热震性能,当实验温度为1573K,采用水冷时,其强度保持率仍有50%左右;4)所制备Si3N4/SiC复合材料开始氧化温度约为1173K,其抗氧化性能优于无催化剂时制备的Si3N4/SiC复合材料;5)所制备的复合材料具有良好的抗冰晶石侵蚀性能。由于NiO纳米颗粒催化生成大量的Si3N4晶须,这些晶须交互分布在骨料之间,形成网络状结构,从而提高了复合材料的性能。     

NiO催化氮化制备Si_3N_4/SiC复合材料及其高温性能

以原位生成的NiO纳米颗粒为催化剂,采用催化氮化的方法制备Si3N4/SiC复合材料,研究了所制备复合材料的常温物理性能、高温力学性能、抗热震性、抗氧化及抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:1)所制备Si3N4/SiC复合材料的常温耐压强度及抗折强度值分别为131.0及24.6MPa;2)Si3N4/SiC复合材料的高温抗折强度随着温度的升高而增加,1573K时达到最大值后又缓慢下降,但即使1673K时复合材料的高温抗折强度仍高于其常温抗折强度;3)Si3N4/SiC复合材料具有较好的抗热震性能,当实验温度为1573K,采用水冷时,其强度保持率仍有50%左右;4)所制备Si3N4/SiC复合材料开始氧化温度约为1173K,其抗氧化性能优于无催化剂时制备的Si3N4/SiC复合材料;5)所制备的复合材料具有良好的抗冰晶石侵蚀性能。由于NiO纳米颗粒催化生成大量的Si3N4晶须,这些晶须交互分布在骨料之间,形成网络状结构,从而提高了复合材料的性能。     

NiO催化氮化制备Si_3N_4/SiC复合材料及其高温性能

以原位生成的NiO纳米颗粒为催化剂,采用催化氮化的方法制备Si3N4/SiC复合材料,研究了所制备复合材料的常温物理性能、高温力学性能、抗热震性、抗氧化及抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:1)所制备Si3N4/SiC复合材料的常温耐压强度及抗折强度值分别为131.0及24.6MPa;2)Si3N4/SiC复合材料的高温抗折强度随着温度的升高而增加,1573K时达到最大值后又缓慢下降,但即使1673K时复合材料的高温抗折强度仍高于其常温抗折强度;3)Si3N4/SiC复合材料具有较好的抗热震性能,当实验温度为1573K,采用水冷时,其强度保持率仍有50%左右;4)所制备Si3N4/SiC复合材料开始氧化温度约为1173K,其抗氧化性能优于无催化剂时制备的Si3N4/SiC复合材料;5)所制备的复合材料具有良好的抗冰晶石侵蚀性能。由于NiO纳米颗粒催化生成大量的Si3N4晶须,这些晶须交互分布在骨料之间,形成网络状结构,从而提高了复合材料的性能。     

不同结合方式碳化硅质窑具材料的抗热震性研究

概述了不同结合方式的碳化硅（SiC）质窑具材料的抗热震性能．表明Si2N2O结合SiC窑具材料的抗热震性优于其它结合方式的SiC窑具材料。并对Si2N2O结合SiC窑具材料抗热震性的影响因素进行了较系统的研究。结果表明：当Si2N2O含量≤20％时，增加Si2N2O含量．可提高Si2N2o结合SiC试样的抗热震性；当Si2N2O含量超过20％时，试样的抗热震性能反而变差，Si2N2O结合SiC试样的抗热震性优于Si3N4结合SiC试样。固定试样中Si2N2O的含量为25％，当Si／SiO2（摩尔分数）在2．7％～3．3％范围内时，增加Si／SiO2（摩尔分数）可提高试样的抗热震性，而当Si／SiO2（摩尔分数）在3．3％～4％范围内时．增加Si／SiO2（摩尔分数）对试样抗热震性的影响规律不明显。     

氮化硅陶瓷材料高温抗热震性能及其衰减规律研究

氮化硅陶瓷作为先进陶瓷材料具有耐高温、抗腐蚀等优异性能,因此被广泛应用于航空航天领域的强热冲击环境。热压烧结制备的Si3N4复合材料的抗弯强度较高,但抗热震性能随温度升高显著降低,热压烧结工艺在提升抗热震性能方面尚有不足。本文提出了使用二次热处理烧结方式来提高Si3N4陶瓷的抗热震性能,通过热压烧结-气压烧结二次热处理的烧结方式获得更致密、抗热震性能更好的Si3N4陶瓷材料。测试结果显示,常规热压方式制备的氮化硅陶瓷,随着热震温度的升高、次数的增加,材料内部产生微裂纹的概率增大,热震后试样抗弯强度逐渐降低,1200℃时平均强度下降率达23.48%。而经过二次热处理后氮化硅陶瓷抗弯强度略有降低,但抗热震性能得到明显改善,随着热处理时间增加,二次热处理后氮化硅陶瓷显微结构更加致密,抗热震性能将明显提高,热震后强度下降率明显减小,1200℃热震10次后强度下降率为12.25%。本文提出了提高Si3N4陶瓷的抗热震性的方法,探讨了氮化硅陶瓷在1200℃高温下的抗热震性能及其衰减规律,为改善氮化硅陶瓷器件高温性能提供了参考。     

煅烧气氛对Al2O3-Si材料组成、结构和性能的影响

以电熔白刚玉、α-Al2O3微粉和Si粉为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,制备Al2O3-Si复合材料试样.研究了煅烧气氛对1 500℃烧后试样性能、组成和显微结构的影响.结果表明:1)在氧化气氛和弱氧化气氛中煅烧后,试样表面生成含莫来石的玻璃膜,保护了试样内部的单质Si;由于单质Si的液相助烧结作用,试样的致密度和常温强度较高,但其高温抗折强度和抗热震性较低.2)在弱还原气氛和还原气氛中煅烧后,试样中的单质Si完全与Al2O3和通过气孔进入的CO、N2反应,生成晶须状SiC、粒状Si2N2O(或絮状O'-SiAlON),试样的致密度和常温强度减小,高温强度和抗热震性提高.3)在氮气气氛中煅烧后,Si完全反应生成短柱状β-SiAlON 和晶须状SiC,试样的高温强度和抗热震性明显提高.     

结合体系对振动浇注成型Si_3N_4结合SiC耐火材料性能的影响

为了对比研究不同结合体系对Si_3N_4结合SiC耐火材料性能的影响,以SiC和Si为原料,选取水性环氧树脂(试样R)、铝酸钙水泥(试样CA)以及硅溶胶(试样S)三种结合体系,经振动浇注成型后,研究结合体系对试样的生坯(110℃保温24 h烘干后)强度和1 450℃保温3 h氮化烧成后性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:烧后试样CA的抗热震性较好,但高温抗折强度较低;烧后试样S的常温及高温抗折强度较高,但抗热震性较差;试样R具有较高的生坯抗折强度,而且其烧后具有较高的高温抗折强度和较好的抗热震性。     

氧化铝纤维增韧氧化铝陶瓷机理研究

纤维陶瓷基复合材料由于具有耐高温,抗氧化,强度大,化学稳定性好,弹性模量高,刚性好等优良性能,越来越成为人们研究的重点。目前,国内普遍研究的是Si3N4、SiC、C等非氧化物纤维增强的陶瓷基复合材料,这些材料虽然性能优异,但非氧化物纤维在高温下极易氧化。因此,本试验选用抗氧     

NiO催化氮化制备Si_3N_4/SiC复合材料及其高温性能

以原位生成的NiO纳米颗粒为催化剂,采用催化氮化的方法制备Si_3N_4/SiC复合材料,研究了所制备复合材料的常温物理性能、高温力学性能、抗热震性、抗氧化及抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:1)所制备Si_3N_4/SiC复合材料的常温耐压强度及抗折强度值分别为131.0及24.6 MPa;2)Si_3N_4/SiC复合材料的高温抗折强度随着温度的升高而增加,1 573 K时达到最大值后又缓慢下降,但即使1 673 K时复合材料的高温抗折强度仍高于其常温抗折强度;3)Si_3N_4/SiC复合材料具有较好的抗热震性能,当实验温度为1 573 K,采用水冷时,其强度保持率仍有50%左右;4)所制备Si_3N_4/SiC复合材料开始氧化温度约为1 173 K,其抗氧化性能优于无催化剂时制备的Si_3N_4/SiC复合材料;5)所制备的复合材料具有良好的抗冰晶石侵蚀性能。由于Ni O纳米颗粒催化生成大量的Si_3N_4晶须,这些晶须交互分布在骨料之间,形成网络状结构,从而提高了复合材料的性能。     

Si2N2O结合SiC棚板的研制

本文研究分析了SiO2细粉加入量与泥料的颗粒组成对Si2N2O结合SiC材料常规性能与使用性能的影响,并通过X-射线衍射和扫描电镜分析了材料的矿物组成和显微结构。试验表明,Si2N2O结合SiC材料具有比较高的常温与高温抗折强度,并具有良好的抗热震性与抗氧化性能。制作出440×460×12mm的试验板,用于烧卫生洁具隧道窑的棚板。     

显微结构对Si_3N_4(Si_2ON_2)结合SiC质棚板性能的影响

通过X射线衍射、扫描电镜、压汞议、立体显微镜等检测手段,对Si3N4(Si2ON2)结合SiC质棚板的显微结构进行了剖析,揭示了显微结构对SiC质棚板宏观性能的影响。认为结合相的抗氧化性及氧化“釉层”的稳定性是决定棚权使用寿命的关键;气孔结构及分布是影响Si3N4(Si2ON2)结合棚极热震稳定性的重要因素。     

提高氮化硅结合碳化硅窑具使用性能的研究

氮化硅结合碳化硅窑具的抗热震性能被破坏、不合理的支撑方式、承重变形因素导致其使用性能降低,影响了氮化硅结合碳化硅窑具的使用寿命。本研究制备了氮化硅结合碳化硅窑具,并结合生产实际主要研究了如何提高材料的抗氧化性、抗热震性以及其他高温理化性能,使氮化硅结合碳化硅窑具使用寿命延长。     

Si3N4结合SiC窑具的研究和开发

有关反应烧结Si_3N_4结合SiC方面的资料和报导甚多,但总体观之,都是从某一方面加以论述,且目前大生产较为成功的仅限于钢炉衬砖。本文通过对Si_3N_4结合SiC窑具的研究和分析及大量的文献索引,较为系统的报导了反应烧结Si_3N_4结合SiC窑具的成型、烧结过程及其缺陷,并分析了其抗氧化性能及抗热震性能。     

ZrSiO4对Si3N4结合SiC制品强度和抗氧化性的影响

研究了硅酸锆 (ZrSiO4)添加物对氮化硅结合碳化硅制品性能尤其是强度和抗氧化性能的影响 ,分析了其作用机理。研究结果表明 ,硅酸锆可显著提高氮化硅结合碳化硅制品的抗氧化性能 ,但提高制品强度的作用较小。     

Al2O3对Si3N4结合SiC材料抗氧化和抗碱侵蚀性的影响

研究了添加0～8％Al2 O3对烧成Si3N4结合SiC耐火材料的显微结构、抗氧化和抗碱侵蚀能力的影响。借助XRD、SEM及光学显微镜观察发现：添加Al2 O3通过氮化反应烧结使得材料基质中的Si3N4由纤维状Si3N4向柱状Sialon相转化,显微结构更加致密。4#试样中的Al2O3加入量对提高Si3N4结合SiC耐火材料的抗氧化和抗碱侵蚀性的作用已极其明显。     

氮化硅结合碳化硅材料的生产与应用

阐述了氮化硅结合碳化硅窑具材料的生产技术、生产工艺流程及使用情况。指出作为现代窑具的替代产品,它具有较好的市场前景     

逆反应烧结制备铝电解槽用氮化硅-碳化硅复合材料

采用常规的反应烧结工艺制作铝电解槽侧壁材料用Si3N4／SiC时存在不足，为此，提出应用逆反应烧结工艺进行生产性试验的设想。在制备Si3N4／SiC复合材料时，常规反应烧结是以Si和SiC为原料经氮化烧结；逆反应烧结是以Si3N4和SiC为原料，首先使Si3N4反向反应生成活性氧化物后进行烧结。结果表明：该工艺特点是新生的Si2N2O或SiO2进行活性烧结；制品具有良好的物理和化学性能。制品结构紧密，新生氧化物或亚氧化物紧密地充填在Si3N4和SiC颗粒间界，新工艺制备的砖的抗冰晶石熔体侵蚀的性能优于常规工艺烧成砖，是铝电解槽侧壁的良好材料。     

In Situ Processing and High-Temperature Properties of Ti3Si(Al)C2/SiC Composites

Ti₃SiC₂ has many salient properties including low density, high strength and modulus, damage tolerance at room temperature, good machinablity, and being resistant to thermal shock and oxidation below 1100°C. However, the low hardness and poor oxidation resistance above 1100°C limit the application of this material. The poor oxidation resistance at temperatures above 1100°C was because of the absence of protective layer in the scale and the presence of TiC impurity phase. TiC impurity could be eliminated by adding a small amount of Al to form Ti₃Si(Al)C₂ solid solutions. Although the high-temperature oxidation resistance was significantly improved for the Ti₃Si(Al)C₂ solid solutions, the strength at high temperatures was lost. One important way to enhance the high-temperature strength is to incorporate hard ceramic particles like SiC. In this article, we describe the in situ synthesis and simultaneous densification of Ti₃Si(Al)C₂/SiC composites using Ti, Si, Al, and graphite powders as the initial materials. The effect of SiC content on high-temperature mechanical properties and oxidation resistance were investigated. The mechanisms for the improved high-temperature properties are discussed.     

Microstructure and properties of silicon nitride-matrix ceramic composites

A study is summed up on the microstructure and mechanical properties of ceramic-matrix composites using silicon nitride, Si₃N₄, as the matrix and SiC whiskers as the reinforcement. It has been found that an Si₃N₄ matrix synthesized by a plasmachemical process and long SiC whiskers (with a length-to-diameter ratio of more than 50) enhance crack resistance, high-temperature strength, and microhardness, whereas an Si₃N₄ matrix produced by self-propagating high-temperature synthesis and short SiC whiskers (with a length-to-diameter ratio of less than 50) enhance thermal endurance. The proposed composites hold promise as candidates for use in engineering applications where wear resistance, thermal endurance, and shock resistance are critical. Translated from Ogneupory i Tekhnicheskaya Keramika, No. 1, pp. 23–26, January, 1998.     

Thermal transport characteristics in diamond/SiC composites via molten Si infiltration

Heat dissipation remains a critical challenge in optical and electronic devices and diamond/SiC composite is the premiere material solution because of its outstanding thermal and mechanical properties. Si liquid infiltration is one of the most promising techniques to fabricate fully dense diamond/SiC composites with desired phase structures and exceptional properties. In this study, the thermal conductivity from room temperature to 1000 °C was investigated for the diamond/SiC composites fabricated by a liquid Si infiltration method. The experimental thermal measurement shows a good agreement with the computational solution obtained by solving the Boltzmann transport equation. The results suggest a strong correlation between the composite thermal conductivity and diamond volume percentage. A level-off of the thermal conductivity at high diamond content reflects increased thermal resistance. In addition, the annealing effect on the composite thermal conductivity as well as the thermal stability were evaluated.