反应烧结碳化硅磨削参数优化及机理研究

针对反应烧结碳化硅（RB-SiC）的磨削工艺参数及其磨削机理进行研究。着重分析了磨削工艺参数对反应烧结碳化硅材料的表面粗糙度Ra、磨削效率和显微硬度以及磨削后陶瓷表面形貌的影响并确定最佳磨削工艺参数。最佳磨削条件为磨削深度0．47μm／s、工作台速度2．5r／min和光磨时间5min。磨削后碳化硅Ra最低（Ra〈100nm），加工硬化变质层较小，表面完整性较好。同时对反应烧结碳化硅的磨削机理进行研究，确定其是以脆性断裂为主的材料去除方式，其形式包括晶粒去除、材料剥落、脆性断裂等。     

磨削表面损伤对RBSiC弯曲强度的影响

借助X射线衍射方法测量了反应烧结碳化硅(RBSiC)材料的磨削表面的残余应力状态,并根据断裂力学评价了磨削引入的裂纹尺寸,分析了RBSiC的弯曲强度受磨削引入裂纹和残余应力的影响.研究表明,由于磨削过程中与磨削方向有关的机械载荷占主导作用,使磨削后的表面残余应力具有方向依赖性.砂轮轴向进给从0.90μm/s增加到1.35μm/s,磨削表面的残余压应力数值降低,计算得到的磨削引入的裂纹尺寸增大,导致强度下降.     

反应烧结碳化硅磨削参数优化及机理研究

针对反应烧结碳化硅(RB-SiC)的磨削工艺参数及其磨削机理进行研究.着重分析了磨削工艺参数对反应烧结碳化硅材料的表面粗糙度Ra、磨削效率和显微硬度以及磨削后陶瓷表面形貌的影响并确定最佳磨削工艺参数.最佳磨削条件为磨削深度0.47μm/s、工作台速度2.5 r/min和光磨时间5min.磨削后碳化硅Ra最低(Ra＜100 nm),加工硬化变质层较小,表面完整性较好.同时对反应烧结碳化硅的磨削机理进行研究,确定其是以脆性断裂为主的材料去除方式,其形式包括晶粒去除、材料剥落、脆性断裂等.     

碳纤维涂覆碳化硅的研究

为了改善碳纤维的抗氧化性能和阻止碳纤维与金属在高温下的化学反应,在碳纤维表面涂覆碳化硅是一种较好的办法。本研究采用化学气相沉积法,在碳纤维表面连续涂覆碳化硅,研究其工艺参数时涂层厚度及涂层成分与结构的影响,得到了该反应体系的表观活化能约为165KJ/mol及碳化硅的结构主要是β型。还着重分析了碳纤维涂覆后强度下降的主要原因,并提出了改进措施。     

反应烧结碳化硅反射镜表面改性技术

为了解决新型优质光学材料-反应烧结碳化硅(RB-SiC)由SiC和要Si两相结构引起的光学表面缺陷问题,提出了反射镜表面改性方案并且从加工工艺的角度介绍了改性工艺流程.以空间反射镜的使用环境为依据,对几种适用的RB-SiC改性材料进行了较为全面的分析比较.本文采用新的离子辅助沉积碳化硅(LAD-SiC)材料为改性层,对改性层的表面形貌及部分性能进行了测试,证明IAD-siC膜层能够满足改性要求.在厚度为(6±0.5)μm的IAD-SiC膜层表面进行了一系列抛光工艺实验,文中给出了超光滑表面抛光工艺参数和实验结果.对改性层进行精抛光后,100 mm口径样片的面形精度为0.033X RMS(λ=632.8 nm),表面粗糙度优于0.5mmRMS.结果表明,本方法不仅可以很大程度提高元件表面质量,还可以进一步精修面形,为超光滑,低散射RB-Sic反射镜的加工提供了一条可行途径.     

反应烧结碳化硅的研究与进展

反应烧结碳化硅以其适中的机械性能、抗氧化性能和相对较低的造价而日益受到重视.本文对反应烧结碳化硅的类型、当前研究热点及反应烧结机理进行了综合评述.     

反应烧结碳化硅多相陶瓷制备方法研究进展

介绍了反应烧结碳化制备过程及其烧结机理,对这种工艺的特点进行了概括总结,并对这种陶瓷制备技术的研究进展进行了评述。     

反应烧结多孔碳化硅的高温氧化行为

研究了反应烧结多孔碳化硅(RPSC)陶瓷在1200--1500℃干燥氧气中的氧化行为。 结果表明, 与碳化硅致密块的高温氧化行为不同, 温度越高, RPSC的氧化增重越小; RPSC的整个氧化过程分为氧化初期的快速增重阶段和缓慢氧化的平台阶段, 氧化动力学曲线符合渐近线规律。 RPSC的高温氧化在外表面和孔隙内同时发生, 孔隙内的氧化占主导地位, 最大氧化增重与孔隙率成线性关系。当孔内氧化速率高于氧气向孔内的传输速率时, 氧化主要发生在孔口附近, 氧化硅很快将孔封闭, 阻止了孔内继续氧化。     

磨削残余应力的产生与X射线衍射分析方法

采用X射线应力测定仪对某批磨削轴承钢件的残余应力进行了测定。结果表明:轴承钢(可推延至其他金属材料)在磨削加工中,由于塑性凸出效应、挤光作用、热应力和材料组织结构的变化等因素的影响,使其产生的残余应力有正有负,其绝对值或高或低,难以确定;甚至在强力磨削后,其表层会存在剧烈的应力梯度,使表层呈现为三维应力状态;对于该类磨削工件,需要通过一系列的测试和计算,才能得出其三维应力的各个分量。     

碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的研究进展

对碳化硅纤维（SiCf)增强陶瓷基复合材料（CMCS）的研究现状与进展作了较系统的论述。讨论了SiCf增强CMCS的界面层作用,热膨胀系数不匹配对材料的影响,高温抗蠕变抗疲劳性能及抗氧化性能等。最后指出了SiCf增强CMCS作为高温结构陶瓷材料的研究方向以及尚等解决的问题。     

半导体制造业用微纳米碳化硅粉体制备工艺研究

采用水流分级和高能纳米冲击磨对原始SiC粉料进行微纳米粉体加工。研究结果表明:水流分级得到纯度98.42%、中位粒径0.404μm的SiC粉体,比表面积由0.8879m2/g提高到8.0321m2/g;高能冲击磨得到纯度95.5%、中位粒径0.257μm的SiC粉体,比表面积由0.8879m2/g提高到8.2773m2/g,SiC的粒径及比表面积达到半导体制造业用微纳米碳化硅粉体的技术标准。纯度分析表明碳化硅粉体的水流分级未引入杂质,化学成分基本不变;SiC粉体冲击磨加工纯度下降,其他杂质含量偏高。粉体形貌分析表明原始SiC粉料形貌为非球形,粒度分布不均匀,水流分级和冲击磨加工碳化硅粉体形貌为非球形,粒度分布较加工前更均匀。     

原位反应结合碳化硅多孔陶瓷的制备与性能

以碳化硅(SiC)和氧化铝(Al₂O₃)为起始原料、石墨为造孔剂, 通过原位反应结合工艺制备SiC多孔陶瓷. XRD分析表明多孔陶瓷的主相是SiC, 结合相是莫来石与方石英; SEM观察到多孔陶瓷具有相互连通的开孔结构. 坯体在烧结前后具有很小的尺寸变化, 线收缩率约在±1.5%内. 多孔陶瓷的开口孔隙率随烧结温度和成型压力的增大而减小, 随石墨加入量的增加而增大; 而体密度具有相反的变化趋势. 随着石墨粒径的增大, 多孔陶瓷的孔径分布呈现双峰分布. 抗弯强度随烧结温度和成型压力的增大而增大, 随石墨加入量的增大而减小. 于1450℃保温4h烧成的样品在0～800℃的平均热膨胀系数为6.4×10^-6/K. 多孔陶瓷还表现出良好的透气性、抗高温氧化和耐酸腐蚀性, 但耐碱腐蚀性相对较差.     

液相烧结SiC陶瓷的研究进展

综述了液相烧结SiC陶瓷的烧结添加剂体系、烧结工艺、烧结机理,并简要介绍了几种新的烧结方法.介绍了液相烧结SiC的微观结构和性能,讨论了SiC-YAG及SiC-Al-BC烧结体系的特点和烧结体性能,简述了利用SPS、微波烧结等新方法制备液相烧结SiC陶瓷的机理及研究进展.     

Thermal Oxidation of Silicon Carbide Substrates

Thermal oxidation was used to remove the subsurface damage of silicon carbide (SiC) surfaces. The anisotrow of oxidation and the composition of oxide layers on Si and C faces were analyzed. Regular pits were observed on the surface after the removal of the oxide layers, which were detrimental to the growth of high quality epitaxial layers. The thickness and composition of the oxide layers were characterized by Rutherford backscat-tering spectrometry (RBS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively. Epitaxial growth was performed in a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) system. The substrate surface morphol-ogy after removing the oxide layer and gallium nitride (GaN) epilayer surface were observed by atomic force microscopy (AFM). The results showed that the GaN epilayer grown on the oxidized substrates was superior to that on the unoxidized substrates.     

20CrNi2Mo钢齿轮磨削裂纹成因分析

采用宏观分析、化学成分分析、金相检验以及硬度测试等方法对某20CrNi2Mo钢制齿轮磨削裂纹产生原因进行了分析。结果表明:该齿轮磨削裂纹产生的主要原因是其渗碳区域存在严重的内氧化缺陷和魏氏渗碳体组织,降低了齿轮表层磨削面的残余压应力,增加了齿轮的磨削开裂敏感性,当磨削应力超过材料断裂强度时,便会产生磨削裂纹。     

反应烧结碳化硅陶瓷材料的研究

本文介绍了不同工艺参数对反应烧结碳化硅材料(RBSC)的显微结构和力学性能的影响,给出了这种材料的一些实验结果总结如下:1.素坯密度对 RBSC 材料的显微结构和力学性能产生很大的影响,所以控制适当的素坯密度是非常重要的;2.RB-24的 RBSC 试样性能:密度3.05～3.09g/cm~3;游离硅15vol%,室温抗弯强度640MPa;室温时 K_(1c)为4.3,硬度 HR_A=92.5;韦伯尔模数为14;3.RBSC 材料的耐腐蚀性能和耐磨性能优于硬质合金和高纯 Al_2O_(?)。     

碳化硼颗粒级配对硅反应结合碳化硼复合材料结构与性能的影响

本研究探讨了碳化硼原料颗粒尺寸对反应结合碳化硼复合材料相组成、结构与性能的影响。研究结果表明:颗粒级配可以使粉体堆积更加密实, 有效提高压制坯体的体积密度, 最终降低复合材料中游离Si的含量; 加入粗颗粒可减缓B₄C与Si的反应, 减少SiC相的生成; 当原料中粒径为3.5、14、28、45 μm的B₄C粉体按质量比为1.5 : 4 : 1.5 : 3配比时, 所制备的复合材料维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性和体积密度分别为(29±5) GPa、(320±32) MPa、(3.9±0.2) MPa·m^1/2和2.51 g/cm³。在制备复合材料过程中减缓B₄C与Si反应速度、减少游离Si的含量和缩小Si区域尺寸是其性能升高的主要原因。