Al2O3/SiC纳米复相陶瓷断裂韧性的研究

采用平均粒径为20 nm和150 nm的SiC粉作为增强相，基体粉为亚微米的Al₂O₃粉(美国)，在1 550～1 750 ℃无压烧结，制备了Al₂O₃/SiC纳米复相陶瓷并对其显微结构和断裂韧性之间的关系进行了研究.结果表明，当采用20 nm SiC粉作为强化相，加入量为3%时，断裂韧性从3.0 MPa·m^1/2提高到6.67 MPa·m^1/2，增加122.5%，材料的相对密度达到98.7%以上.利用SEM观察其显微组织，发现组织中若干个细小的晶粒组成一个单元体，单元体内各晶粒之间结合牢固，这种微观结构有利于Al₂O₃/SiC纳米复相陶瓷韧性的提高.而细晶增韧是重要增韧机理之一.     

ZrO2粉料在Al2O3-SiC纳米复合陶瓷中的作用

采用不同粒径的ZrO₂粉料增强增韧Al₂O₃-SiC纳米复合陶瓷，利用无压烧结制备出了致密的Al₂O₃-ZrO₂(3Y)-SiC纳米复合陶瓷.对不同粒径的ZrO₂粉料在Al₂O₃-SiC纳米复合陶瓷中所起的作用进行了研究，结论为ZrO2粉料的粒径是影响烧结温度的重要因素，添加纳米级的ZrO₂可以降低烧结温度100 ℃以上.断裂表面的SEM图像表明：穿晶断裂是Al₂O₃-ZrO₂-SiC纳米复合陶瓷的主要断裂模式，这是所制备纳米复相陶瓷抗热震性大幅提高的主要原因.     

大气中熔融Zn/Al2O3陶瓷涂层界面反应机理分析

为了分析熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层界面反应产物及其反应机理,在大气气氛中测定了熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层的润湿角.通过扫描电镜（SEM）、x射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）等手段,分析了润湿表面及断面组织形貌、润湿后Al₂O₃陶瓷涂层表面相结构及其微区成分.结果表明：熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层的润湿角较大,约为138°,随着润湿时间的延长,润湿角减小到约131°,并基本保持不变;熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层在润湿过程中,界面处产生了物质迁移和成分变化,生成3ZnO47Al₂O₃、4ZnO11Al₂O₃和ZnO/Al₂O₃等类似尖晶石结构的锌铝化合物.这表明熔融Zn/Al₂O₃陶瓷涂层间发生了反应性润湿.     

烧结气氛对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷显微组织的影响

为了提高氧化铝陶瓷的抗热震性,将具有热导率高、热膨胀系数低的SiC加入到Al₂O₃中,通过无压烧结工艺,在有气氛保护和无气氛保护条件下分别制备出氧化铝基抗热震陶瓷.采用扫描电子显微镜（SEM）对陶瓷进行组织结构分析,结果表明：在气氛保护条件下烧结的 Al₂O₃/SiC〖JP〗复相陶瓷气孔比无气氛条件下烧结的明显减少,复相陶瓷基体内部气孔显著降低.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度,对提高陶瓷的抗热震性具有重要的作用.     

Al2O3/堇青石陶瓷的制备和抗热震性能研究

为了解决氧化铝陶瓷抗热震性差的难题，将堇青石、纳米SiC加入到Al₂O₃中，通过无压烧结工艺，制备出了Al₂O₃/堇青石抗热震陶瓷.结果表明，w(堇青石)=10%、烧结温度为1 520 ℃时陶瓷可获得最高密度.陶瓷样品能够承受1 500 ℃温差(空冷)的热震破坏.采用SEM对陶瓷进行组织结构分析，发现堇青石与氧化铝形成长柱状固溶体，呈无规分布状态.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度，对提高陶瓷的抗热震性具有重要作用.     

溶胶-凝胶法Al2O3纳米粉体的制备及表征

以异丙醇铝(Al(C₃H₇O)₃)为原料,采用溶胶-凝胶法制备出了纳米Al₂O₃粉体.TGA DTA分析可知Al₂O₃干凝胶的晶型转变过程，XRD分析结果也表明，溶胶-凝胶法所获得的干凝胶在1 200 ℃的温度下可以完全转化为α-Al₂O₃纳米颗粒,所制备的纳米α-Al₂O₃具有较为理想的晶体结构类型,并未发现其它的相或杂质.透射电子显微镜(TEM)观察到热处理为450?℃时所制备的纳米Al₂O₃粉体是粒径大约在10 nm左右的非晶体，而经过1 200 ℃处理1 h后完全转变成α-Al₂O₃，其粒径范围在15～35 nm，并由此解释随着晶型的转变而产生粒子团聚的原因.     

纳米陶瓷涂层的抗热震性能

为了保护金属基体、延长金属基体的使用寿命,采用不同成分配比的FeAl合金和Al₂O₃的混合粉料在碳钢表面预置一层陶瓷涂层,利用气体保护无压烧结设备,在氩气氛保护下烧结出结合性良好的纳米陶瓷涂层,并进行了抗热震性实验.将试样循环加热到500~1000℃,立即投入室温的冷水中,同一样品经受多次热震,使某些试样的陶瓷衬层在1000℃时仍能与金属牢固结合而不脱落,说明所制备的复合陶瓷涂层与基体结合强度高,因此具有良好的抗热震性.涂层形成成分梯度,其分布规律为提高抗热震性能提供了保证.     

聚苯乙烯-Al2O3杂化材料的合成与表征

为了对聚苯乙烯进行改性,以苯乙烯(ST)和AlCl₃为主要原料，采用化学沉淀法制备了Al₂O₃粉末，用原位聚合法制备了聚苯乙烯Al₂O₃杂化材料，采用XRD、IR、TG DTA、SEM、索氏抽提等方法对杂化材料进行了分析，结果表明，在杂化材料中Al₂O₃是以非晶态的形式存在的，聚苯乙烯(PS)通过丙烯酸(AA)作为交联剂接枝到Al₂O₃上，Al₂O₃粒子以10 nm左右的粒径分布在杂化材料中.该杂化材料可耐328 ℃的高温，与聚苯乙烯相比，该杂化材料具有更优良的耐溶剂性能和力学性能.     

无压烧结SiC/TiB2复合材料组织与性能的研究

以TiB₂为基体、SiC为主要添加相、B₄C和纳米炭黑为烧结助剂，采用无压烧结方法制备SiC/TiB₂复合材料，研究SiC添加量对SiC/TiB₂复合材料的显微组织、力学性能及体积电阻率的影响。结果表明：随着SiC含量的增加，复合材料的晶粒尺寸逐渐减小，开口气孔率逐渐降低，抗折强度、断裂韧性及维氏硬度均呈现上升趋势；当SiC的质量分数为20%时，复合材料的力学性能最佳，此时其抗折强度、断裂韧性和维氏硬度分别为189.5 MPa、4.19 MPa·m^1/2和15.8 GPa;随着SiC含量的增加，复合材料的体积电阻率增大，导电性能有所降低。     

界面对纳米SiC/LAS陶瓷复合材料微波介电性能的影响

利用激光诱导法制各的纳米SiC和LAS玻璃粉米，采用热压法制各纳米SiC／LAS陶瓷复合材料，研究了纳米SiC／LAS陶瓷复合材料微波介电性能与纳米SiC含量、烧结温度以及碳界面层的关系。结果表明，在1080℃以下烧结温度对陶瓷致密度的影响较大而对陶瓷复介电常数的影响较小；但在1080℃以上烧结温度对烧结致密度的影响较小，而对陶瓷复介电常数的影响较大，复合材料复介电常数的实测值与计算值之间存在很大的差异。通过计算和分析认为，复合材料制各过程中纳米尺度的SiC促进了碳界面层形成，使得烧结温度对复合材料复介电常数有很大影响。     

Environmental Effects on Microstructural Stability of SiC/SiC Composites

LowZmaterialshavemanyadvantagesinnuclearenvirOInnellts,suchaslessProductionofradioactivewastesduetosubstantiallylowactivation,andhigherconVergentefficiencyduetothecapabilityofhightemp~OPeration.HopkinhasdiscussedSiC-basedmaterialsforfhaionreactorsfor...     

Effect of SiC Particle Size on Properties of SiC Porous Ceramics

We used different SiC particle size as raw materials and via reaction bonding technique to prepare porous SiC membrane supports.The phase composition,microstructure,bending strength,open porosity,and pore size distribution were investigated as a function of SiC particle size and firing temperature.It is found that the reduction of SiC particle size not only dramatically enhances the bending strength of porous SiC membrane supports,but also slightly reduces the firing temperature duo to smaller S...     

激光照射下SiC纳米颗粒原位生成晶须的试验

以激光为热源,以SiC纳米颗粒材料为前驱体,进行了激光照射下SiC纳米颗粒原位生长晶须的试验,探索S iC晶须在激光照射下稳定生长的工艺参数及其生长过程。研究了所得三种晶须的生长过程,分析了PVB、PVA和CMC三种粘结剂以及激光参数对晶须生长的影响。     

Si对热压法制备Ti3SiC2/SiC复合材料的影响

通过热压法制备了Ti3SiC2／SiC复合材料,并通过扩散偶实验及组织观察,探讨了Si元素对热压制备Ti3SiC2／SiC复合材料的反应过程及组织的影响．结果表明,Si元素在反应过程中起主要作用,决定着反应进行的速度与方向．而且随着反应物中Si量的增加,更有利于Ti3SiC2／SiC复合材料的形成．     

SiC／Cu粉团聚状态对SiC沉积率的影响

采用亚音速火焰喷涂技术制备了SiC／Cu金属基复合材料,研究了碳化硅与铜喷涂前团聚状态对碳化硅沉积率的影响．与未经团聚处理粉相比,SiC／Cu经团聚处理后沉积层中碳化硅沉积率高出1倍多．     

SiC WHISKER-TOUGHENED ALUMINIUM NITRIDE CERAMICS

Aluminium nitride ceramics containing 15-30 w/o of SiC whiskers can be sintered tofull density(by hot pressing at 1800℃)using2-3 w/o of Y_2O_3,additions.The whiskersincrease the toughness and strength of thecomposite,K_(10) increasing from 2.8 to about5.0 and flexural strength increasing by 30-50%.However,the whiskers must be welldispersed and if the dispersion is notsatisfactory,toughness may increase but thestrength decreases.The hot-pressingtemperature can be reduced by up to 100℃ ifY(NO_3)_3 .5H_20 is used as the sinteringadditive instead of Y_2O_3,but some oxidation ofthe AIN occurs during heating.Isopropan-2-01 is a better dispersing agent thancyclohexane,but again some oxidation of theAIN does occur.The best sample prepared during this work contained 20 w/o of SiC whiskers and 2 w/oY_2O_3 added as Y(NO_3)_3. 5H_2O and mixed inisopropanol.This exhibited a mean strength of453MPa(maximum 522MPa,measured bydisc flexure)and a fracture toughness of5.5MPam~(1/2).     

碳化硅基MOSFETs器件研究进展

基于近20年的研发,宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFETs)的制备工艺逐步成熟,性能不断提高,已有SiC MOSFETs产品进入市场,故综述双注入MOSFETs(DMOSFETs)和沟槽MOSFETs(UMOSFETs)两种结构的SiC MOSFETs的研究进展和发展趋势,并介绍SiC MOSFETs器件制备的关键工艺和目前推出SiC MOSFET产品的公司及其产品性能。     

Processing and properties of 2D SiC/SiC composites by precursor infiltration and pyrolysis

Two-dimensional plain-weave silicon carbide fiber fabric reinforced silicon carbide (2D-SiC/SiC) composites were molded by stacking method and densified through precursor infiltration and pyrolysis (PIP) process. SiC coating was deposited as the fiber/matrix interphase layer by chemical vapor deposition (CVD) technique. Fiber/matrix debonding and relatively long fiber pullouts were observed on the fracture surfaces. Additionally, the flexural strength and elastic modulus of the composites with and without fiber/matrix interphase layer were investigated using three-point bending test and single-edge notched beam test. The results show that the fiber fraction and the porosity of 2D-SiC/SiC composites with and without coating are 27.2% (volume fraction) and 11.1%, and 40.7% (volume fraction) and 7.5%, respectively. And the flexural strength and elastic modulus of 2D-SiC/SiC composites with and without coating are 363.3 MPa and 127.8 GPa, and 180.2 MPa and 97.2 GPa, respectively. With a proper thickness, the coating can effectively adjust the fiber/matrix interface, thus causing a dramatic increase in the mechanical properties of the composites. Foundation item: Project(NCET-07-0228) support by the New Century Excellent Talents in University     

Ti3SiC2及Ti3SiC2基复合材料的研究现状及发展

介绍了Ti3SiC2陶瓷材料的微观结构与性能，认为该材料良好的综合性能有望解决陶瓷材料的脆性问题．并概述了Ti3SiC2及Ti3SiC2基复合材料各种制备方法的特点和研究状况、应用前景和发展趋势．     

SiC晶须的分散研究

利用离心沉降浊度法对SiC晶须在4种不同分散剂中的分散行为进行了研究,探讨了不同分散剂的分散效果,并对其分散机理进行了分析。结果表明,分散剂的分散能力顺序为氨基甲基丙醇AMP-95>聚丙烯酸铵盐DP518>聚丙烯酸钠盐DP270>水性硅烷A-1230。