B_4C-SiC/C复合材料高温自愈合抗氧化性能研究 Ⅱ复合材料结构变化与其自愈合抗氧化相关性研究

用扫描电镜观察了复合材料高温氧化后的表面形貌，通过对复合材料断面ＳＥＭ考察获得了复合材料氧化后表面陶瓷层的厚度，据此对复合材料氧化过程中的结构变化与其自愈合抗氧化的相关性进行了分析。结果表明：８００℃氧化时，复合材料表面的陶瓷层主要由Ｂ２Ｏ３／ＳｉＣ粒子组成，复合材料中Ｂ４Ｃ含量高及Ｂ／Ｓｉ比大时，可实现较好的自愈合抗氧化；１０００℃氧化时，ＢＳ２０１０和ＢＳ２０２０复合材料样品表面形成了熔融流动性好的硼硅酸玻璃相，有着良好的自愈合抗氧化性；１２００℃氧化时，随着复合材料中ＳｉＣ含量及陶瓷总含量的增加，复合材料（ＢＳ２０２０和ＢＳ１５３０）表面趋于形成致密的硼硅酸玻璃相，从而有利于高温自愈合抗氧化。     

B4C—SiC／C复合材料高温自愈合抗氧化性能研究：Ⅰ 复合材料恒温氧化？…

制备了Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ／Ｃ复合材料，并对其在８００℃，１０００℃，１２００℃的恒温氧化行为进行了考察。在实验基础上，分析影响其氧化行为的主要因素，并对复合材料的自愈合抗氧化性进行了初步评价。结果表明，复事材料在氧化过程中表现出自愈合抗氧化特性，这种性能依赖于复合材料中的Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ的含量、配比及氧化温度和氧化气氛。经过认为，复合材料的自愈合抗氧化性的差异可紧因于在氧化条件下，复合材料在表面生成陶瓷     

B_4C-SiC/C复合材料高温自愈合抗氧化性能研究 Ⅰ 复合材料恒温氧化行为研究

制备了Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ／Ｃ复合材料，并对其在８００℃，１０００℃，１２００℃的恒温氧化行为进行了考察。在实验基础上，分析了影响其氧化行为的主要因素，并对复合材料的自愈合抗氧化性进行了初步评价。结果表明，复合材料在氧化过程中表现出自愈合抗氧化特性，这种性能依赖于复合材料中的Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ的含量、配比及氧化温度和氧化气氛。经过分析认为，复合材料的自愈合抗氧化性的差异可归因于在氧化条件下，复合材料表面生成陶瓷氧化物Ｂ２Ｏ３与ＳｉＯ２的速率、含量及其物性（粘性、对基体材料的润湿性、挥发性和对氧的扩散系数）的不同。     

C-SiC-TiC-TiB_2复合材料等温氧化行为研究

对原位合成的（Ｃ－ＳｉＣ－ＴｉＣ－ＴｉＢ２）碳／陶复合材料的等温抗氧化性能进行了研究。结果表明，该材料的氧化增重和失重主要取决于碳相和陶瓷相的氧化速率和氧化层的结构特征。该材料表现出优良的抗氧化能力，这归结于在８００℃时ＴｉＢ２优先氧化，８００～１０００℃时其表面生成了一层致密的硼硅酸盐玻璃，以及在１２００℃下ＴｉＯ２晶粒包裹在其表面。     

Ti对C－B_4C－SiC复合材料显微结构与性能的影响

本文就烧结助剂Ｔｉ对Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ碳／陶复合材料显微结构与性能的影响进行了研究，Ｘ射线衍射表明Ｔｉ在烧结温度下与Ｂ发生反应在晶界生成ＴｉＢ２，并产生液相，有效地促进了Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料的烧结，抑制了晶粒的长大，使复合材料密度与强度大幅度地增加，电阻率下降；同时ＴｉＢ２在氧化时生成致密的ＴｉＯ２，包裹了易氧化的Ｂ４Ｃ和Ｃ，使制品难氧化，从而大大提高了制品的抗氧化性能．     

TiC对C—SiC—B4C复合材料氧化行为的影响

研究了ＴｉＣ的添加对Ｃ－ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ复合材料氧化行为的影响，实验发现１５７３Ｋ处理的Ｃ－ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ复合材料的抗氧化性能优于未加ＴｉＣ的复合材料，氧化失重随着ＴｉＣ添加量的增大而减小；更高温度处理的Ｃ－ＳｉＣ－Ｂ４Ｃ复合材料在低温氧化时表现为少量增重，１１００Ｋ以下基本无失重，而高温氧化速率则有所增加，特别是２６７３Ｋ处理的复合材料的最终氧化失重是１５７３Ｋ处理复合材料失重的６倍，失重主要发生在１２００～１４００Ｋ。Ｘ射线衍射发现，高温处理使复合材料中的Ｂ４Ｃ与ＴｉＣ发生反应生成ＴｉＢ２，减缓了Ｂ４Ｃ的氧化速率，使之在１１００～１４００Ｋ不能产生足够的液相Ｂ２Ｏ３，没有起到有效封闭炭材料裸露面而阻止氧的扩散的作用。１４００Ｋ以上的氧化失重速率受热处理温度的影响不大，主要是由于生成的ＴｉＢ２大量氧化，生成Ｂ２Ｏ３液相，以及ＳｉＣ大量氧化生成ＳｉＯ２，从而对复合材料起到保护作用。ＳＥＭ形貌观察与上述结论一致。     

Ti对C—B4C—SiC复合材料显微结构与性能的影响

本文就烧结助剂Ｔｉ对Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ碳／陶复合材料显微结构与性能的影响进行了研究，Ｘ射线衍射表明Ｔｉ在烧结温度下与Ｂ发生反应在晶界生成ＴｉＢ２，并产生液相，有效地促进了Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料的烧结，抑制了晶粒的长大，使复合材料密度与强度大幅度地增加，电阻率下降，同时ＴｉＢ２的氧化时生成致密的ＴｉＯ２，包裹子易氧化的Ｂ４Ｃ和Ｃ，使制品难氧化，从而大大提高了制品的抗氧化性能。     

炭／炭复合材料在1500℃的抗氧化

本文研究了Ｃ／Ｃ复合材料ＭｏＳｉ２涂层系统的抗氧化性能。结果表明，ＭｏＳｉ＿２涂层系统具有１５００℃长时间抗氧化和优良的抗热震性能，在１５００℃时，２４２ｈ的氧化失重仅为０．７５％；长时间的氧化失重速率稳定在２．４３×１０－５ｇ／ｍ２·ｓ的极低水平。     

细颗粒B4C-SiC/C复合材料的抗氧化性能

用球磨分散方法制备了细颗粒B4C—SiC／C石墨复合材料，采用热分析仪测量了材料在800、1200和1400℃下的抗氧化行为，用扫描电镜观测了氧化样品的表面形貌．结果表明：细颗粒B4C—SiC／C石墨复合材料氧化后有优良的自愈合抗氧化性能，因为均匀分散的细颗粒陶瓷粒子可以迅速形成保护膜覆盖在基体表面，有效地抑制基体进一步氧化。     

SiC／Al合金层状复合材料的机械性能及损伤行为

在室温条件下测定了Ａｌ合金以连续层状形式存在于ＳｉＣ陶瓷层间并渗透入ＳｉＣ陶瓷层内、Ａｌ合金浓度呈层状变化高低相间，以及Ａｌ合金和ＳｉＣ陶瓷均匀分布相互渗透三种ＳｉＣ含量相同而结构形式不同的ＳｉＣ／Ａｌ合金复合材料的机械性能；用ＳＥＭ和光学显微镜观察分析了复合材料的断口形貌及裂纹扩展过程。结果表明，在ＳｉＣ陶瓷层间以连续层状形式存在的Ａｌ合金在应力作用下发生较大程度的塑性变形，在裂纹尾部被拉伸和形成桥接，引起能量耗散，减缓裂纹扩展速度，防止裂纹张开，使复合材料的韧性得到明显改善；ＳｉＣ／Ａｌ合金陶瓷─金属层状复合材料的损伤形式主要是ＳｉＣ陶瓷层开裂、金属层桥接和裂纹偏转。     

SiC晶须特性在SiCw／Si_3N_4复合材料中所起作用的研究

从ＳｉＣ晶须性能及晶须表面氧化层特性角度研究分析了ＳｉＣ晶须特性对其在Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷基体中补强、增韧行为的影响。结果表明，晶须的直径、长径比值正比于晶须补强、增韧Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷基体的能力。表面粗糙晶须对Ｓｉ＿３Ｎ＿４复合材料的强度影响不大，却能显著地改善其韧性。晶须表面氧化层增厚，表面氧化硅从Ｓｉ－Ｏ单键形式转化成为ＳｉＯ＿２后，晶须在Ｓｉ＿３Ｎ＿４基体中的补强、增韧效果非但没有降低，还略有增加。     

Si／SiC材料900℃时的氧化

研究了反应烧结碳化硅（Ｓｉ／ＳｉＣ）材料在９００℃时的氧化过程及添加Ｎｉ、Ａｌ元素对其氧化过程的影响。结果表明,Ｓｉ／ＳｉＣ材料的氧化过程遵循抛物线规律,并在Ｓｉ／ＳｉＣ材料氧化表面出现针状ＳｉＯ２。Ｓｉ／ＳｉＣ中添加Ｎｉ、Ａｌ元素后,氧化表面比较光滑,针状ＳｉＯ２消失,从而提高了其抗氧化能力。     

聚碳硅烷化学转化制备SiCw／SiC复合材料的研究

研究了以ＳｉＣ晶须为增强剂和以聚碳硅烷为先驱体热解制备ＳｉＣｗ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料的成型工艺及其热物理性能。同时对ＳｉＣｗ／ＳｉＣ复合材料高温氧化机理进行探索。制得的ＳｉＣｗ／ＳｉＣ复合材料的密度为２．１９／ｃｍ￣３，弯曲强度为２５０ＭＰａ。     

SiCpl/BAS玻璃陶瓷基复合材料的制备及力学性能

用溶胶凝胶法成功合成了理论钡长石凝胶玻璃,采用热压烧结工艺制备出均匀、致密的ＳｉＣｐｌ增强的ＢＡＳ玻璃陶瓷复合材料。并利用ＳＥＭ等设备以及显微压痕、三点弯曲等方法研究了ＳｉＣｐｌ／ＢＡＳ玻璃陶瓷基复合材料致密度的影响,探讨了ＳｉＣｐｌ对ＳｉＣｐｌ／ＢＡＳ的强韧化机理。     

不同压条件下热压浸渍裂解法制备Cr／SiC复合材料的性能

通过先热压后先驱体浸渍裂解工艺制备３Ｄ－Ｂ Ｃｆ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料,以期达到缩短材料制备周期的目的,着重研究了不同压力和加絷时机对３Ｄ－Ｂ Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料性能的影响。     

碳／碳复合材料的宽温域自愈合抗氧化

在前期碳材料自愈合抗氧化研究的基础上,提出了通过多元陶瓷基体改性赋予碳／碳复合材料在较宽温度范围内实现自愈合抗氧化的基本原理和技术方案,分析了B4C—SiC、ZrC—SiC和ZrB2-ZrC—SiC等多元陶瓷的抗氧化机理,并采用新近合成的ZrB2-ZrC—SiC三元复相陶瓷有机前驱体,通过PIP技术制备了一系列超高温复相陶瓷改性的碳／碳复合材料,研究了该类复合材料在2200℃以下高速气流冲蚀环境中的协同抗氧化和抗烧蚀性能,发现材料表面生成的复合氧化物层能够在一定条件下赋予复合材料自愈合抗氧化能力。     

SiC／陶瓷基复合材料界面形为的声显微学研究

用高分辨力的声学显微镜对ＳｉＣ／陶瓷基复合材料的界面结构进行了显微观察和声成像研究。结果表明，对于ＳｉＣ纤维表面处理会引起复合材料界面状态重大的变化；同时还发现这种复合材料界面状态重大的变化；同时还发现这种复合材料中的精细结构，它可能作为界面行为和力学性能的表征。     

混合磨碎法制备B_4C/C复合材料

本文采用混合磨碎法制备了Ｂ４Ｃ／Ｃ复合材料。表征了其物理、力学性能，同时也考察了复合材料在８００℃的抗氧化性能。结果表明，用此方法制备的Ｂ４Ｃ／Ｃ复合材料显著提高了炭材料的力学性能，抗氧化性能也明显得到改善。     

SiC／陶瓷基复合材料界面形为的声显微学研究

用高分辨力的声学显微镜对ＳｉＣ／陶瓷基复合材料的界面结构进行了显微观察和声成像研究，结果表明，对于ＳｉＣ纤维表面处理会引起复合材料办面状态重大的变化；同时还发现这种复合材料界面状态重大的变化，同时还发现这种复合材料中的精细结构，它可能作为界面行为和力学性能的表征。     

碳化硅和氧化铝陶瓷的热等静压氮化

通过对无压烧结、热压烧结和热等静压烧结ＳＩＣ陶瓷以及热压烧结的ＳｉＣ粒子补强Ａｌ２Ｏ３基复相陶瓷（ＳｉＣｐ－Ａｌ２Ｏ３）和ＳｉＣ粒子与ＳｉＣ晶须共同增强的Ａｌ２Ｏ３基复合材料（ＳｉＣｐ－ＳｉＣｗ－Ａｌ２Ｏ３）在氮气氛中进行高温氮化处理，成功地实现了这些材料的开口气孔表面裂纹的愈合。研究表明：热等静压氯化工艺可以显著提高ＳｉＣ和Ａｌ２Ｏ３陶瓷的抗弯强度，对断裂韧性也有较大的改善作用。对于热等静压烧结ＳｉＣ陶瓷，在１８５０℃和２００ＭＰａ氮气压力下氯化处理１小时后，其抗弯强度和断裂韧性分别由５８２ＭＰａ和５．７ＭＰａ·ｍ１／２提高到９０７ＭＰａ和８．４ＭＰａ·ｍ１／２；对于热压烧结的ＳｉＣｐ－Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷和ＳｉＣｐ－ＳｉＣｗ－Ａｌ２Ｏ３复合材料，在１７００℃和１５０ＭＰａ氮气压力下氮化处理１小时后，其室温抗弯强度分别由４６０和７０５ＭＰａ提高到８９５和１０３３ＭＰａ。