采用聚硅氧烷(HPSO VPSO)和Al-Si粉连接无压烧结SiC陶瓷

采用含氢聚硅氧烷(HPSO)和含乙烯基聚硅氧烷(VPSO)2种陶瓷先驱体作为连接剂的主要组分, 以Al-Si粉为填料, 通过反应成形连接工艺连接无压烧结碳化硅。采用热重法、 差示扫描量热法和X射线衍射法研究了Al-Si粉对HPSO和VPSO的混合物(HPSO-VPSO)的裂解过程和陶瓷产率的影响, 同时也研究了Al-Si粉含量、 升温速率及连接温度对连接强度的影响。并采用扫描电镜和能谱仪对连接件界面区域的微观结构和成分进行了分析。Al-Si粉的加入促进了HPSO-VPSO的裂解, 提高了陶瓷产率。当HPSO-VPSO与Al-Si粉质量比为1∶1, 连接压力为50kPa, 连接温度为900℃, 高温保温时间为30min, 升温速率为4℃/min时, 所得连接件的连接强度(剪切强度)达到最大值93MPa。连接层厚度约为75μm, 结构均匀致密, 连接层与母材结合良好, 在界面处没有明显的裂纹、 孔洞等缺陷。Al、 Si元素在连接层与无压烧结碳化硅的界面处发生了扩散, 促进了界面结合, 从而提高了连接强度。      

掺混纳米Ni粉的SiC纤维的研制

运用功率超声将平均粒径为５０ｎｍ的金属Ｎｉ粉均匀分散到聚碳硅烷体系中，通过熔融纺丝，不熔化处理及烧结等工艺，制备出掺混型ＳｉＣ陶瓷纤维，这种纤维具有良好的力学性能、耐高温性能和连续可调的电阻率。运用ＳＥＭ和ＷＡＸＤ等分析手段研究了纳米Ｎｉ粉在ＳｉＣ纤维内的存在形式。     

无压烧结SiC—AlN复相陶瓷的显微结构

对于ＳｉＣ与ＡｌＮ在１８００℃以上可以发生反应形成固溶体的研究结果有益于碳化硅陶瓷的烧结。     

无压烧结SiC－AlN复相陶瓷的显微结构

对于ＳｉＣ与ＡｌＮ在１８００℃以上可以发生反应形成固溶体的研究结果有益于碳化硅陶瓷的烧结．在２１００℃Ａｒ气氛的条件下，通过ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ等分析手段测试样品的颗粒界面、断裂面和组成后发现，烧结过程中ＡｌＮ扩散并均匀地分市在整个坯体之中，ＳｉＣ颗粒在原位长大成无序排列的长５～８μｍ、宽为１μｍ的棒状晶体结构．ＳｉＣ－ＡｌＮ复相材料的断裂面呈现出拨出与撕裂二种效果，其抗弯强度和断裂韧性分别可达到４２０ＭＰａ和４．８３ＭＰａ．ｍ１／２     

用Fe粉坯连接SiC陶瓷的工艺研究

以Fe金属粉压坯作为连接材料,采用高温钎焊连接工艺连接反应烧结SiC陶瓷.通过正交实验得到了最佳连接工艺为：保温时间3 min,连接温度1250℃,降温速率为5℃/min,压坯厚度0.6mm（0.375g）.弯曲实验结果表明,采用该工艺得到的接头最大弯曲强度为13.6MPa.界面SEM分析表明,不同工艺下得到的接头界面微观结构相似,连接界面形成了2个反应层,相应的界面微观结构为SiC/反应层1,反应层2,反应层1/SiC.反应层1与SiC形成了紧密的连接,反应层1,反应层2界面处各相相互咬合在一起.     

反应温度对热化学气相合成法制备纳米SiC粉的影响

介绍了通过热化学气相合成法制备的纳米ＳｉＣ粉末、颗粒呈球形,尺寸分布窄,少团聚,最小尺寸的９ｎｍ,探讨了反应温度对制得的纳米粉末粒度及组成的影响,结果表明：提高反应温度,则颗粒寸与晶粒尺寸均增大,粉末的生命愈完全,且几乎全部为β相。     

Si3N4／SiC纳米复合陶瓷的制备,结构和性能

Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣＵ纳米复合陶瓷是近年发展起来的高温高温度结构材料，它通过纳米ＳｉＣ颗粒在Ｓｉ３Ｎ４基体中的弥散达到强化增韧的效果。研究表明，这种增韧方法所获得的室温和高温机械性能均远远高于其它的增韧方法。本文综述了Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ纳米复合陶瓷在制备、结构和性能方面的研究成果，指出了尚待解决的问题和今后的研究方向。     

真空烧结SiC多孔陶瓷的组织与性能

以SiC为主要原料,以羧甲基纤维素(CMC)为造孔剂,分别以Al2O3-Y2O3和Al2O3-高岭土为烧结助剂,在1550℃真空烧结制备出孔洞均匀的SiC多孔陶瓷,研究了造孔剂和烧结助剂对其抗折强度和抗弯强度的影响.结果表明:随着造孔剂用量的增加,气孔率和线收缩率提高,抗折强度下降.对于经预氧化处理以Al2O3-Y2O3为助烧剂的样品,因发生低温液相反应烧结,其结构致密,气孔率较小,线收缩率和抗折强度较高;而在以Al2O3-高岭土为助烧剂的样品中发生固-固反应,其结构疏松,因而线收缩率和抗折强度较低.但是这种疏松结构有利于热应力的释放,使样品具有较高的抗热震性能.     

SiC颗粒尺寸对Al2O3-SiC纳米复合陶瓷的影响

采用非均相沉积法制备含有不同粒径ＳｉＣ颗粒的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ复合粉体,粉体呈Ａｌ２Ｏ３包裹ＳｉＣ的开貌,经热压烧结获得致密烧结体,通过ＳＥＭ观察,Ａｌ２Ｏ３基体晶粒尺寸随着加入ＳｉＣ颗粒粒径的减小而减小。但减小的趋势比Ｚｅｎｅｒ模型预测的弱,力学性能随着加入ＳｉＣ颗粒粒径的减小而得到改善,这主要同ＳｉＣ颗粒对基体的弱化作用减弱及基体粒径变小有关。     

溅射Ni和Ni/Al对SiC陶瓷真空钎焊性能的影响

本工作采用磁控溅射的方法在SiC陶瓷表面分别溅射Ni薄膜和Ni/Al双层薄膜,然后将表面改性的SiC陶瓷片用真空钎焊的方法制备了以Al为钎料的钎焊接头,研究了表面溅射Ni和Ni/Al对SiC真空钎焊接头界面结合的影响。结果表明,表面溅射Ni薄膜的SiC钎焊接头平均剪切强度为69.4 MPa,表面溅射Ni/Al薄膜的SiC钎焊接头平均剪切强度为113.8 MPa,均高于未改性处理的SiC钎焊接头的平均剪切强度(48.4 MPa),其原因在于SiC表面溅射沉积Ni和Ni/Al薄膜,一方面能够避免脆性反应相Al₄C₃的生成对界面结合强度的降低,另一方面有助于改善铝钎料对SiC陶瓷表面的润湿。另外,相比于溅射单层Ni薄膜,采用Ni/Al双层薄膜改性的SiC钎焊接头,由于界面生成的强化相Al₃Ni分布更为集中,起到了“锚定”钎缝的作用,使接头剪切强度得到了更大的提高。     

活性钎焊法连接碳化硅陶瓷的连接强度和微观结构

采用三元Ag-Cu-Ti活性焊料连接常压烧结碳化硅陶瓷,研究了反应温度、保温时间等钎焊工艺对碳化硅陶瓷连接强度的影响,分析了连接界面的微观结构和反应产物. 实验结果表明,在实验范围内,钎焊温度和保温时间对碳化硅陶瓷的连接强度均有峰值,四点弯曲强度最高达到342MPa,随着钎焊温度的升高,界面反应层厚度增加,连接强度提高,但过高的钎焊温度引起焊料的挥发而使连接强度下降. 焊料中的活性元素Ti与碳化硅发生反应在连接界面形成均匀致密的反应层,反应层厚度约1μm,XRD和EDX能谱分析结果表明反应产物是TiC和Ti₅Si₃.     

不添加烧结助剂制备透明的Y2O3陶瓷

以Y2O3粗粉、碳酸氢铵、硝酸和氨水为原料,通过沉淀法制备了Y2O3纳米粉体.发现沉淀工艺和煅烧温度显著影响Y2O3纳米粉的颗粒大小和尺寸分布,从而影响烧结体的密度和透光性.用X射线衍射分析仪、透射电镜、图像分析仪等研究发现,pH=8时制得的沉淀先驱物经1000℃煅烧,可得到粒度为33 nm,近球形,分散性好,尺寸分布窄的Y2O3粉体.该粉体不加任何添加剂,在1700℃真空烧结4 h可得到透明Y2O3陶瓷.     

Si含量对反应烧结SiC陶瓷热电性能的影响

采用可控溶渗反应烧结法制备了致密SiC陶瓷，研究了不同Si含量对反应烧结SiC陶瓷热电性能的影响。经研究发现，反应烧结SiC陶瓷中Si的存在使SiC陶瓷的电阻率急剧下降，大大改善了SiC陶瓷的电学性能；同时Si也改变了SiC陶瓷塞贝克系数随温度的变化趋势，即没有添加Si元素的SiC陶瓷的塞贝克系数随温度的升高逐渐增大，而添加Si元素的SiC陶瓷的塞贝克系数随温度的升高逐渐减小；总的来看，随着Si含量的增加，SiC陶瓷的塞贝克系数扣电导率不断增大，因此Sic陶瓷的功率因子不断提高，而且随着温度的升高，Si含量对SiC陶瓷热电优值的影响越来越明显，当含量为15％时，材料的热电优值是SiC烧结体的30倍。     

SiC含量和电流密度对Ni—SiC镀层耐磨性的影响

研究了镀液中ＳｉＣ含量对镀层中ＳｉＣ含量的影响以及镀层中ＳｉＣ含量和电流密度对镀层硬度和耐磨性的影响。试验结果表明，随度层中ＳｉＣ含量的增加，镀层硬度增加；随镀层中ＳｉＣ含量和电流密度增加，耐磨性增大到极大值后又下降。     

Ni-P-(Ni/SiC)P镀层及其工艺条件的研究

为解决Ni-P-(SiC)P镀层中基体的金属键与增强体的共价键间相容性差,增强体颗粒易脱落,镀层性能降低等问题.采用简单的化学镀方法实现了(SiC)P表面修饰、改性,得到了涂覆型改性(Ni/SiC)P,以(Ni/SiC)P为第二相粒子制备了Ni-P-(Ni/SiC)P化学复合镀层,并初步分析了复合镀机理.实验结果表明:温度、pH值、搅拌速率及(Ni/SiC)P加入量对Ni-P-(Ni/SiC)P镀层的沉积速率及沉积量有较大的影响,本实验条件下的最佳温度为82~86℃;最佳pH值为4.2~4.6;最佳搅拌速率为200 r/mim;最佳粒子加入量10 g/L.SEM、EDS分析显示Ni-P-(Ni/SiC)P镀层均匀、致密,Ni、P、Si沉积量大,耐磨性实验证明Ni-P-(Ni/SiC)P化学复合镀层硬度、耐磨性优于常见的Ni-P、Ni-P-(SiC)P镀层.经表面修饰、改性后得到的(Ni/SiC)P可以进一步提高Ni-P-(SiC)P镀层的使用性能.     

(Ni/SiC)P为第二相粒子的复合镀层研究

为增加(SiC)P与金属基体间的润湿性,采用化学镀方法对(SiC)P进行了低成本的表面涂覆改性,得到全包覆的改性(Ni/SiC)P,以其为第二相粒子制备出Ni-P-(Ni/SiC)P化学复合镀层,观测了该镀层的形貌、成分及厚度,并与常见的Ni-P化学镀层、Ni-P-(SiC)P化学复合镀层比较。结果显示:Ni-P-(Ni/SiC)P镀层组织均匀、沉积量大,镀层厚度明显增加。     

树脂基多孔碳孔结构对Cf/SiC复合材料连接性能的影响

连接技术是实现大尺寸以及复杂构型C_f/SiC复合材料制备及工程化应用的关键技术。本工作使用酚醛树脂作为碳源, 通过反应连接法实现了C_f/SiC复合材料的稳定连接, 研究了多孔碳坯的体积密度和孔径对接头连接性能和微观结构的影响, 讨论了惰性填料含量对接头连接性能和显微组织的影响。研究表明: 树脂基多孔碳素坯的体积密度和孔径分别选定在0.71~0.90 g·cm^-3和200~600 nm比较合适, 随着多孔碳素坯孔径增加, 游离硅尺寸逐渐增大; 当孔径为190 nm时, 连接件强度最大为(125±12) MPa。添加SiC惰性填料可以明显减小多孔碳素坯的体积收缩, 当SiC惰性填料质量分数为50%时, 连接件强度最高达到(216±44) MPa, 基本与基体材料强度相当。总体而言, 本研究为实现C_f/SiC复合材料稳定连接提供了理论指导, 对实现复杂形状或大型C_f/SiC复合材料的制备和工程应用具有重要意义。     

C/SiC复合材料有序多孔陶瓷接头的制备及其连接技术研究

采用stöber法制备出单分散氧化硅小球, 并以此为模板, 结合先驱体转化技术成功制备出C/SiC复合材料纳米有序多孔陶瓷接头, 并对该接头制备工艺条件作了优化。对制备出的C/SiC多孔陶瓷接头分别采用先连后浸法(SJM)和直接浸渍法(DSM)进行了连接。结果显示, 两种方法连接的连接件的抗弯强度分别达82.4和20.5 MPa, 表明C/SiC多孔陶瓷接头采用SJM连接较好。