微波烧结碳化硅的制备

以硅粉为硅源,乙炔炭黑为碳源,通过微波加热的方法制备碳化硅。研究反应物密实度和反应物粒度对产物碳化硅粒度和形貌的影响,利用SEM和TEM等手段观察碳化硅的形貌。结果表明:采用自由堆积的乙炔炭黑和硅粉为反应物时,硅粉、碳粉表面存在的氧与其发生反应生成的Si O和CO,再通过气-气反应生成Si C晶须,生成产物包括Si C颗粒和晶须。当反应物加压后,生成的Si O与Si和C反应生成Si C颗粒,产物中只包括Si C颗粒。乙炔炭黑和硅粉反应过程中Si C通过扩散机制生成,碳颗粒的粒度决定了生成的Si C的粒度。     

烧结温度对碳化硅-氧化铝陶瓷过滤器性能的影响

采用有机泡沫浸渍工艺制备陶瓷过滤器,探讨了烧结温度对SiC基泡沫陶瓷过滤器性能的影响.结果表明:随着烧结温度的提高,SiC基泡沫陶瓷过滤器的抗压强度和热震稳定性呈现先增加后降低的趋势,当烧结温度为1430℃时两种性能均较高;此时由于在陶瓷中晶粒尺寸均匀、气孔和玻璃相含量较少,并且相中含有较多的莫来石相和较少的方石英相因此其综合性能最佳,此时陶瓷的容重为0.5 g/cm3,抗压强度为2.7 MPa,1100℃-室温热循环次数为27次.     

反应烧结碳化硅陶瓷的高温氧化行为研究

研究了反应烧结碳化硅陶瓷在１３００℃空气中的高温氧化行为。结果表明：高温氧化过程中在试样表面出现的非晶态ＳｉＯ２晶化以及氧化膜起裂,使得该陶瓷氧化曲线遵循对数氧化规律。     

镍元素对反应烧结碳化硅导电性的影响

研究了镍对反应烧结碳化硅导电性的影响,结果表明,随含镍量的增加,反应烧结碳化硅的电阻率降低,随测试温度提高,含镍的碳化硅虽呈现负的温度系数,但幅度减小,９００℃保温,随时间延长,电阻率几乎不变,这说明镍可改善反应烧结碳化硅的导电特性,同时还分析了镍的存在方式及其相结构。     

氮化铝陶瓷低温烧结过程中的液相迁移与表层晶粒生长

对YF3-CaF2烧结助剂体系的氮化铝(AlN)低温烧结过程中液相向表面迁移的现象和表层晶粒生长进行了研究, 同时分析讨论了液相迁移的机制. AlN低温烧结过程中液相向表面的迁移, 有利于减少晶界相, 提高其热导率. 然而, 液相向表面过量迁移和富集则导致了表层晶粒的异常生长, 坯体内部由于缺乏液相烧结助剂不能实现致密化, 这一现象也造成陶瓷基板的翘曲. AlN陶瓷坯体在烧结起始阶段的快速收缩和坯体内部AlN晶界两面角大于72.5°都有助于液相向表面迁移. 低温烧结后陶瓷表面的主要物相是AlN和Y2O3, Y2O3的出现并被碳热还原生成可挥发的YN可能是表面呈现蓝紫色的原因. 表面Y2O3的产生与钇铝酸盐(Y3Al5O12, Y4Al2O9)液相迁移至AlN陶瓷表面并与炉中碳气氛发生碳热还原有关.     

高温高压下金刚石/碳化硅体系烧结反应机理研究

本文研究了微米级金刚石与硅粉在高温(800~1 200℃)高压(5.1 GPa)下的反应机理。通过对金刚石与硅粉反应过程的研究,发现微米级金刚石与硅粉在硅熔点以下发生了反应;并指出高温高压下微米金刚石与硅粉的反应分为两个阶段:硅未熔化前的金刚石与硅的反应,硅熔化后的金刚石与硅、石墨与硅的反应。最后提出了一种新的合成金刚石/碳化硅复合材料的工艺,即采用高压熔渗法合成金刚石/碳化硅复合材料时,在温度略高于硅熔点之后保温一段时间,再升温到合成材料的设定温度,可以合成出结构更加均匀的、高质量的金刚石/碳化硅复合材料。     

高温高压烧结金刚石-铜复合材料的研究

采用高温高压烧结工艺制备了金刚石体积分数为80%的金刚石-铜复合材料。研究了金刚石颗粒大小、烧结温度、烧结时间等因素对复合材料成分、界面状态和热导率的影响。结果表明:金刚石颗粒直径为80μm时,在高温高压条件下可获得热导率高达639 W.m-1.K-1的金刚石-铜复合材料。当金刚石体积分数一定时,存在一临界粒径,随金刚石颗粒直径增大复合材料热导率先增大后减小。恰当的烧结温度和时间有助于获得黏结良好的界面和高热导率。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的界面特征及力学性能

研究了氧化态和原始态碳化硅颗粒增强铝基复合材料的界面结构及其对复合材料弯曲强度的影啊。结果发现．氧化处理后碳化硅与基体铝界面上有一ＳｉＯ２非晶层，该非晶层内由于铝的扩散作用而形成铝的浓度梯度。原始态碳化硅与铝的界面上则无此非晶层．由于此非晶层的作用．导致界面结合强度的提高从而增加了复合材料的弯曲强度。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的现状及发展趋势

综述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究进展，重点阐述了颗粒与基体间的界面结合情况及此复合材料的制备工艺的研究现状，分析说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题，并在此基础上展望了该领域的发展前景。     

基于脉冲回波法的反应烧结碳化硅弹性模量预测

为了快速准确地检测反应烧结碳化硅(RBSC)的弹性模量,基于材料超声声速与弹性特性之间的关系,采用脉冲回波法检测不同密度RBSC材料的超声纵波声速与横波声速,结合密度计算得到材料的弹性模量。建立了弹性模量与密度之间的直接模型,并将模型预测值与实测值、传统经验模型所得值分别作对比;进一步,研究了不同密度RBSC材料的面孔隙率和游离硅含量随密度的变化规律,并建立了密度与游离硅体积百分含量的经验公式。结果表明,建立的弹性模量预测模型可以无损、简单、快捷地得到RBSC材料的弹性模量,密度与游离硅体积分数的经验公式还可辅助调节RBSC材料的制备工艺,对碳化硅等复合材料的研制和检测具有重要意义。     

Selective Laser Sintering of SiC/Polyamide Composites

This paper presents an experimental study into the production of particulate Silicon Carbide/Polyamide matrix composites via the selective laser sintering (SLS) process. FEPA standard SiC grit, F240, was blended with the commercially available Duraform Polyamide to produce blend compositions of 50 volume percent and 50 weight percent SiC for direct SLS processing. A full factorial experimental approach was applied to examine the effects and interactions of laser power, scan speed, line spacing and layer thickness with regard to the mechanical and physical properties of composite sintered parts. Analysis of results and discussions of parameter interactions and individual main effects especially with regard to part strength are also presented.     

放电等离子烧结制备SiC/Ti_3SiC_2复合材料

以钛粉、硅粉和石墨粉为原料,采用放电等离子烧结制备l了含20%(摩尔分数,下同)siC的SiC/Ti_3SiC_2复合材料,并研究了烧结助剂Al对该复合材料的性能影响.利用X射线衍射分析样晶相组成.运用扫描电镜分析材料的最微组织和断口形貌,并对试样的密度、硬度和抗弯强度进行了测定.结果表明,按Ti_3Si_(1.2)C_(2-)20%SIC和(Ti_3Si_(1.2)C_2-20%SIC)+2wt%Al进行成分配比,可制得纯度较高的Ti_3SiC_2-20%SiC复合材料,两者都含有少量未反应完全的石墨.未加Al的样品还含有微量的TiSi_2杂质;添加铝对样品的密度并没有明显影响,但对显微硬度有较大影响.含铝样品的显微硬度明显低于不含铝的样品;含铝和不含铝试样的三点抗弯强度分别为221.0、231.7 MPa.     

High-Temperature Nanoindentation of SiC/SiC Composites

JOM - The results of high-temperature nanoindentation testing on both a control and a neutron-irradiated silicon carbide matrix silicon carbide fiber composite sample are presented. The mechanical...     

放电等离子体烧结原位制备SiC-TiC-Ti3SiC2复合材料

采用Ti，Si，C以及少量的Al，应用放电等离子体烧结设备，在1350℃烧结得到不含有TiC的SiC—Ti3SiC2复合材料，其中SiC理论体积含量为50％。材料表面气孔率为2．72％。材料的硬度为10．09GPa，断裂韧性为5．66MPa·m^1/2，硬度低的原因是由于材料不够致密。提高烧结温度到1450℃，XRD结果表明材料中有了TiC的存在，这说明提高烧结温度以后，Ti3SiC2发生了分解。但是材料表面气孔率为0．64％，材料的硬度达到了18．07GPa，同时，材料的断裂韧性值达到了6．30MPa·m^1/2。实验表明，仅提高烧结温度100℃，使Ti3SiC2部分分解得到TiC，就能够提高材料的硬度和断裂韧性。     

放电等离子体烧结原位制备SiC-TiC-Ti3SiC2复合材料

采用Ti,Si,C以及少量的Al,应用放电等离子体烧结设备,在1350℃烧结得到不含有TiC的SiC-Ti3SiC2复合材料,其中SiC理论体积含量为50%.材料表面气孔率为2.72%.材料的硬度为10.09 GPa,断裂韧性为5.66MPa·m1/2,硬度低的原因是由于材料不够致密.提高烧结温度到1450℃,XRD结果表明材料中有了TiC的存在,这说明提高烧结温度以后,Ti3SiC2发生了分解.但是材料表面气孔率为0.64%,材料的硬度达到了18.07 GPa,同时,材料的断裂韧性值达到了6.30 MPa·m1/2.实验表明,仅提高烧结温度100℃,使Ti3SiC2部分分解得到TiC,就能够提高材料的硬度和断裂韧性.     

Deformation of SiC/Al Composites

This article reviews some aspects of plastic deformation of Al/SiC composites with an emphasis on strengthening mechanisms, the role of coefficient of thermal expansion (CTE), the role of particle-matrix interfaces (PMI), and the fracture process. There is a tremendous potential for structural applications of SiC/Al composites. However, a complete understanding of the mechanisms of strengthening and fracture have not yet been obtained. Therefore, continued detailed fundamental investigations are required.     

热压烧结AlN陶瓷

以自蔓延高温合成(SHS)的AlN粉体为原料,以Y203-B20O-CaF2和YF3-B-CaF2系为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备AIN陶瓷.结果表明,采用烧结助剂,在1750℃、压力为35 MPa、保温2 h的烧结条件下,可获得相对密度均98.8%、热导率为95W/(m·K)的AIN烧结体.通过对AlN试样断口的SEM分析可知AlN晶粒大多呈直接结合,晶界相较少,有少量气孔存在.对AlN陶瓷进行后续热处理可提高其热导率,这主要是由于后续热处理后AlN陶瓷的晶界比较干净、AlN晶粒间呈直接结合而晶界相呈孤岛状分布.     

AlN和AlN/BN层状复合陶瓷的高温氧化行为

采用循环氧化法对单相AlN和层状AlN/h-BN复合陶瓷在1000及1300℃空气中的氧化动力学曲线进行研究.结果指出,在1000℃时,层状AlN/h-BN复合陶瓷的氧化增量低于单相AlN陶瓷;在1300℃时,其氧化动力学曲线分为缓慢增重、快速氧化增重和抛物线增重3个阶段,由xRD分析及扫描电镜观察发现,在1300℃氧化30 h后,试样已不存在BN相,并且由于界面层BN的氧化挥发而残留有微孔.     

蓝晶石原位合成氮化铝结合碳化硅复相材料

以天然矿物蓝晶石为原料,通过碳热还原氮化法(CRN)原位合成AlN结合SiC复相材料.通过将不同配比的原料与石墨混合(根据成分比例设定为30%和35%),在氮气气氛下分别于1500、1550和1600 ℃下进行烧结,确定了最佳的烧制温度为1600 ℃.在最佳烧结温度下进一步对比25%、30%和35%的不同石墨加入量的烧成结果.分别通过XRD和SEM对烧结后的样品进行物相分析和微观形貌表征,并分析样品中AlN和SiC的含量.结果表明,石墨还原剂的最佳添加量为25%.