Si—C—O—N系统相稳定性及制备C—SiC纤维和SiC涂层的研究

根据Ｓｉ－Ｃ－Ｏ－Ｎ系统的相稳定性计算，绘制了于平衡状态下相稳定性与Ｎ２分压和Ｏ２分压以及相稳定性与Ｎ２分压和ＳｉＯ分压的关系图，发展了以气态ＳｉＯ与碳纤维反应将碳纤维转变为ＳｉＣ纤维，以及气态ＳｉＯ与ＣＯ反应于碳纤维上形成ＳｉＣ涂层的新方法。本文介绍这两种方法的工艺原理和主要实验结果。     

Si－C－O－N系统相稳定性及反应烧结制备原位SiC（p）复合ZAS材料

给制了Ｓｉ－Ｃ－Ｏ－Ｎ系统平衡状态下相稳定性与Ｎ２分压和Ｏ２分压以及相稳定性与Ｎ２分压和ＳｉＯ分压的关系图；以此为指导，将原位复合引入到反应烧结锆莫来石（ＺＡＳ）材料中，制备了含原位（ｉｎ－ｓｉｔｕ）ＳｉＣ（ｐ）的ＺｒＯ２ＳｉＣ（ｐ）、ＺｒＯ２－３Ａｌ２Ｏ３·ＺＳｉＯ２－ＳｉＣ（ｐ）－ＳｉＣ（ｐ）复合材料。研究了烧结温度、时间、碳添加量、成型压力等工艺因素对烧结ＺｒＳｉＯ４－Ｃ体系中原位ＳｉＣ生成量的影响，并观察了试样的显微结构。     

Si－C－O－N系统相稳定性和相稳定性图

对Ｓｉ－Ｃ－Ｏ－Ｎ系统进行了平衡状态下的相稳定性计算，绘制了在１４７３Ｋ和１５７３Ｋ下的Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ和ＳｉＯ２相稳定性与Ｎ２分压和Ｏ２分压的关系图以及Ｎ２分压和ＳｉＯ分区的关系图，Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ２Ｎ２Ｏ／ＳｉＣ、ＳｉＯ２／Ｓｉ２Ｎ２Ｏ／ＳｉＣ两个三固相平衡点与Ｎ２分压、Ｏ２分压和ＳｉＯ分压以及温度的函数关系日。并以此确定Ｃ纤维－ＳｉＣ纤维转变和Ｃ纤维上涂层ＳｉＣ过程中，为获得稳定ＳｉＣ相的气体分压。     

C－B_4C－SiC复合材料抗氧化性能的研究

对碳／陶瓷复合材料（Ｃ－Ｂ＿４Ｃ－ＳｉＣ）的抗氧化性能进行了研究，结果表明：Ｃ－Ｂ＿４Ｃ－ＳｉＣ复合材料抗氧化性能比碳素材料大大提高，而且烧结助剂对Ｃ－Ｂ＿４Ｃ－ＳｉＣ复合材料的抗氧化性能影响很大。在复合材料中分别加入了Ａｌ，Ａｌ＿２Ｏ＿３，Ｎｉ，Ｔｉ，ＴｉＣ，Ｓｉ等不同烧结助剂，发现添加Ｎｉ的材料抗氧化性能最佳，经１０００℃氧化１５ｈ后，氧化度小于０．５％；加入Ｔｉ，Ｓｉ和ＴｉＣ的次之，不加烧结助剂的又次之，加入Ａｌ和Ａｌ＿２Ｏ＿３的最差。     

Si_3N_4-Al_2O_3-ZrO_2系陶瓷表面氧化层组成的EPMA分析

利用ＥＰＭＡ和ＸＲＤ的分析方法，研究了Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层组成。结果表明，Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层是由方石英相、ＺｒＳｉＯ＿４相和含有Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的ＳｉＯ＿２玻璃相所组成，其中ＳｉＯ＿２玻璃相中Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的含量，随着氧化时间的增加而逐渐增加。     

Na_2O－ZnO－CaO－Al_2O_3－SiO_2烧结微晶玻璃的试制

Ｎａ＿２Ｏ－ＺｎＯ－ＣａＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＳｉＯ＿２烧结微晶玻璃的试制刘世权，许淑惠，袁怡松，杨晓晶（西北轻工业学院７１２０８１）ＳｉｎｔｅｒｅｄＮａ＿２Ｏ－ＺｎＯ－ＣａＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＳｉＯ＿２ＧｌａｓｓＣｅｒａｍｉｃｓ￥ＬｉｕＳｈｉｑｕａｎ...     

Al_2O_3－SiC－C耐火材料在熔融还原熔体中的侵蚀

讨论了Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ－Ｃ耐火材料在熔融还原熔体中的侵蚀机理．分析了铁浴式熔融还原熔体的性质、组成及种类和熔体的温度、熔体与耐火材料的相对运动速度以及ＳｉＣ加入量等因素对Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ－Ｃ耐火材料在熔融还原熔体中侵蚀的影响，阐明了Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ－Ｃ耐火材料在熔融还原熔体中的侵蚀特征及侵蚀机制。     

Li_2O－MgO－CaO－Al_2O_3－SiO_2系微晶玻璃烧结反应形成的

Ｌｉ＿２Ｏ－ＭｇＯ－ＣａＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＳｉＯ＿２系微晶玻璃烧结反应形成的相关系和显微结构诸培南，郭景坤，杨涵美，张玉峰，黄士忠（同济大学２０００９２）（中国科学院上海硅酸盐研究所２０００５０）ＰｈａｓｅＲｅｌａｔｉｏｎａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃ...     

AIN在SiC－AIN－Y_2O_3复相陶瓷中的作用

氮化铝（ＡＩＮ）相在ＳｉＣ－ＡＩＮ－Ｙ＿２Ｏ＿３复相同瓷中起着至关重要的作用。在２０５０℃高温时，ＡＩＮ颗粒表面发生固相蒸发现象，并聚集到ＳｉＣ颗粒周围最终形成固溶体，改善了ＳｉＣ陶瓷的晶界结构，使该复相材料具有良好的机械性能，其室温抗折强度为６１０ＭＰａ，这一强度可持续至１４００℃高温，断裂韧性达到８．１ＭＰａ·ｍ￣（１／２）。     

Si_3N_4－ZrO_2陶瓷中ZrN的生成及其对性能的影响

研究了ＺｒＮ在Ｓｉ＿３Ｎ＿４－ＺｒＯ＿２复相陶瓷中的形成及其对材料性能的影响，结果表明：在１．５ＭＰａＮ２气压烧结条件下，ＺｒＮ的形成温度约为１６００℃，提高Ｎ＿２的压力有利于抑制ＺｒＮ的生成，以稳定的ｔ－ＺｒＯ＿２加Ｓｉ＿３Ｎ＿４基体中，对抑制ＺｒＮ的生成有明显作用。当复相陶瓷中生成一定量的ＺｒＮ时，力学性能明显下降，而ＺｒＯ＿２分布均匀且以ｔ－ＺｒＯ＿２，ｃ－ＺｒＯ＿２形式存在时，复相陶瓷具有较高的强度（７４０ＭＰａ）和断裂韧性（８．８ＭＰａ·ｍ￣（１／２））。     

粘胶活性炭纤维的吸附性能及其孔结构表征

由化学药品磷酸盐催化处理的粘胶纤维在氮气气氛下于８２０℃下炭化,随后用水蒸汽活化制得粘胶活性炭纤维。采用液氮７７．４Ｋ下的吸附测定了该纤维的吸附等温线和常温下的静态苯吸附量以研究其吸附性能,并对其孔结构诸如比表面积、孔容、微孔容等进行了表征。     

碳化硅纤维中碳与氧含量的分析

利用Fourier变换红外光谱、原子吸收及元素分析等方法，对碳化硅纤维中的C，Si，O的含量进行测定，并以此建立了间接确定纤维中C，O含量的计算方法用日本生产的商品牌号为Nicalon的SiC纤维进行r验证，得到与文献报道相符的结果。同时对国防科技大学研制的牌号为KD-I的SiC纤维中游离碳的含量，用间接计算方法所得的结果也与元素分析的实验值基本吻合，表明该方法同样适用于KD型SiC纤维，且可信度较高。     

碳纤维增强磷酸钙骨水泥复合材料

采用碳纤维为增强相以提高磷酸钙骨水泥的力学性能。利用硝酸液态氧化法对碳纤维进行表面处理。仿照天然骨的结构,将处理后的碳纤维均匀埋于材料的受力面。制得的碳长纤维增强磷酸钙骨水泥生物复合材料,其抗折强度为10．80MPa。同样制备条件下,加入未处理的碳纤维,复合材料的抗折强度为6．35MPa,未加碳纤维骨水泥材料的抗折强度为5．81MPa。因此,以碳纤维为增强相并经表面处理后,可大大提高与骨水泥之间的界面结合强度,从而有效传递载荷,得到的复合材料的力学性能显著提高。利用X射线衍射及扫描电镜对复合材料的水化产物及微观结构进行了检测。     

特种合成纤维的快速增长与技术进步

分别列举了１６种有代表性的高性能和多功能纤维，论述世界特种合成纤维在技术进步和新市场开拓方面的新发展，并分析、预测今后的市场需求，对我国高科技特种合成纤维的发展提出了意见和建议。     

含氮沥青基活性炭纤维的制备

用不同比例的浓氨水与水的混合物使乙烯渣油沥青基炭纤维活化,得到不同氮含量的活性炭纤维PACF（NH3）。元素分析及XPS均表明通过该活化方法可在活性炭纤维表面引入含氮官能团。含氮官能团以两种类型存在于PACF（NHa）的表面,即类吡啶和／或类腈官能团和类酰胺和／或类胺官能团。其N2吸附等温线均为I型,表明了PACF（NH3）的微孔性。     

Stability of Phases in the Si-C-N-O System

The stability of the phases in equilibrium is calculated for the Si-C-N-O system in order to analyze and predict the reactions in ceramic whisker formation and sintering of silicon nitride composites. Equilibria among SiC, Si₃N₄, Si₂N₂O, SiO₂, Si, and the gas phase are evaluated at different carbon activities, nitrogen pressures, and temperatures. Phase stability diagrams are constructed as a function of nitrogen and oxygen pressures for two levels of carbon activity. Silicon nitride becomes a stable phase with increasing nitrogen pressure or decreasing carbon activity and temperature, whereas silicon carbide becomes a dominant phase at lower nitrogen pressures or at higher temperatures when carbon activity is unity. The maximum sintering temperature of the SiC/Si₃N₄ composite is higher with an elevated nitrogen pressure or a reduced carbon activity.     

特种纤维的表面处理及发展趋势

围绕着用于增强树脂基体的碳纤维及凯芙拉(Kevlar)等特种纤维的表面处理方法,特别是具有工业价值与发展前途的阳极氧化法、低温等离子法以及接枝聚合法等进行了介绍,并且对各自的优缺点及处理效果进行了评价。在此基础上,对特种纤维的界面结合理论与表面处理方法的发展趋势进行了讨论。还对迄今为止的一些有关鉴定处理效果的表征方法进行了介绍和评价。     

THE INFLUENCE OF OXIDATION OF THE FIBERS ON THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF CARBON FIBER-REINFORCED NYLON COMPOSITES

Three-dimensional braided carbon fiber-reinforced nylon composites (C_3D/MCN) were prepared in order to investigate the influence of oxidation of carbon fibers on the tribological properties of the C_3D/MCN composites. Friction and wear tests of the C_3D/MCN composites with untreated and treated carbon fabric were conducted. The characteristics of the carbon fiber, the interface strength, the hardness, and the worn surface morphologies of the C_3D/MCN composites were analyzed. The results show that the specific surface area of treated carbon fiber was far higher than that of untreated carbon fiber and there formed a functional group of -C=O on the carbon fiber surface after air oxidation. The oxidation of the carbon fibers improved the interface strength between the carbon fibers and the matrix and had little effect on the hardness of the composites. The friction coefficient and wear rate of C_3D/MCN composites with oxidized carbon fibers were apparently lower than those with untreated carbon fibers. In conclusion, the oxidation of the fibers showed good effects on the improvement of the interface strength and the tribological properties of the composites.     

THE INFLUENCE OF OXIDATION OF THE FIBERS ON THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF CARBON FIBER-REINFORCED NYLON COMPOSITES

Three-dimensional braided carbon fiber-reinforced nylon composites (C_3D/MCN) were prepared in order to investigate the influence of oxidation of carbon fibers on the tribological properties of the C_3D/MCN composites. Friction and wear tests of the C_3D/MCN composites with untreated and treated carbon fabric were conducted. The characteristics of the carbon fiber, the interface strength, the hardness, and the worn surface morphologies of the C_3D/MCN composites were analyzed. The results show that the specific surface area of treated carbon fiber was far higher than that of untreated carbon fiber and there formed a functional group of –C=O on the carbon fiber surface after air oxidation. The oxidation of the carbon fibers improved the interface strength between the carbon fibers and the matrix and had little effect on the hardness of the composites. The friction coefficient and wear rate of C_3D/MCN composites with oxidized carbon fibers were apparently lower than those with untreated carbon fibers. In conclusion, the oxidation of the fibers showed good effects on the improvement of the interface strength and the tribological properties of the composites.