钛粉在聚硅氮烷裂解制备陶瓷材料中的应用

采用IR、TG、XRD等手段研究分析钛粉作为活性填料在聚硅氮烷裂解制备陶瓷材料中的应用。实验表明：钛粉可以有效改善先驱体的陶瓷产率,本实验中纯PSN-1先驱体在经1300 ℃裂解陶瓷产率仅为37.3%,通过加入质量比3/10（Ti/PSN-1）的钛粉,经1300 ℃裂解陶瓷产率为78.7%,提高了约40%;经红外光谱分析表明,通过向先驱体中加入Ti粉可以加速有机先驱体向无机陶瓷转化的速度;经X衍射分析表明,Ti粉作为活性填料能与先驱体裂解挥发份及保护气氛发生反应,生成TiC、TiN等新的物相,有利于提高陶瓷产率。     

有机聚硅氮烷先驱体陶瓷涂层的耐高温氯腐蚀性能

在TP347不锈钢片表面制备了有机聚硅氮烷先驱体陶瓷涂层,对有无涂层试样分别进行高温HCl气体和KCl堆盐腐蚀试验,并采用增重法对试样的腐蚀质量增加曲线进行分析.结果表明:制得的涂层表面均匀致密,与基体紧密连接;在500,525,550℃HCl气体中,涂层试样的腐蚀速率较空白试样的均有所降低;在KCl堆盐中,无涂层试样...     

全氢聚硅氮烷制备SiO_x涂层及其性能研究

以全氢聚硅氮烷(PHPS)为先驱体,采用氨水转化法在Si片基底上制备了SiOx涂层。利用扫描电镜(SEM)、紫外光谱仪、椭圆偏振仪、纳米压痕仪等对涂层的形貌、厚度、光学性能和力学性能进行了表征。结果表明在氨水气氛中,不同处理时间获得的涂层对可见光的透过率均大于95%,具有良好的透明性;随着处理时间的增加,涂层的折光指数变小,硬度和模量增大;处理4h后,PHPS完全转化为SiOx,涂层厚度约为280nm,610nm波长处折光指数约为1.41,硬度和模量分别达到3GPa和60GPa;继续延长处理时间,涂层的折光指数、硬度和模量基本不变。     

采用新型聚硅氮烷连接无压烧结SiC陶瓷

采用新型陶瓷先驱体聚合物-含乙烯基聚硅氮烷(PSZ)连接无压烧结SiC陶瓷.研究了PSZ的裂解过程以及连接温度、浸渍/裂解增强处理、惰性填料对连接强度的影响,并对连接区域微观结构进行了分析.结果表明,在1200～1400℃温度范围内,PSZ的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变.随着连接温度的升高,连接强度先升高后降低;浸渍/裂解增强处理可较大幅度提高接头强度;另外加入适量的纳米SiC填料可有效提高连接强度.当连接温度为1300℃,纳米SiC填料(质量分数)为5%时,经三次增强处理的连接件接头剪切强度达33.5 MPa.微观结构分析显示,连接层厚度约为3～4 μm,连接层与母材之间界面接合良好.     

高锆含量改性聚硼硅氮烷的合成与表征

本文通过Cp₂Zr(CH₂CH=CH₂)₂与液态聚硼硅氮烷(LPBSZ)在过氧化二异丙苯的作用下发生自由基共聚反应,制备了锆含量大于10wt%的含锆聚硼硅氮烷(PZC-PBSZ)。采用红外光谱、核磁共振、光电子能谱等方法研究了PZC-PBSZ的分子结构及合成机理。结果表明在先驱体的合成过程中,Cp₂Zr(CH₂CH=CH₂)₂除了自身发生自由基聚合反应外,还会与LPBSZ中的Si-H发生硅氢加成和取代反应,生成Zr-C和Zr-Si。通过TG-MS和₂₉Si MAS NMR分析表明,PZC-PBSZ先驱体中Cp、(CH₃)₃Si和(CH₃)₂SiH等官能团的脱除主要发生在400~800℃。当温度升高到800~1200℃后,先驱体基本无机化,主要发生SiHN₂C和SiN₃C结构向SiN₄结构的转变。PZC-PBSZ经1000℃以上高温热解后可以转化为ZrC纳米颗粒分布均匀在SiBNC基体的ZrC/SiBNC纳米复相陶瓷。经1800℃高温处理后,ZrC/SiBNC陶瓷仍保持均匀和晶粒细化的纳米晶结构。     

以PVB为造孔剂采用硅树脂制备泡沫陶瓷

采用硅树脂为先驱体,利用先驱体转化法与添加造孔剂法相结合制备SiOC泡沫陶瓷.通过对造孔剂聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和硅树脂的热分析制定温度曲线,研究了裂解温度、造孔剂含量对泡沫陶瓷抗压强度及孔隙率的影响,采用XRD、SEM及EDS对SiOC泡沫陶瓷进行了物相、微观结构和成分分析.结果表明,在1000～1400 ℃温度范围内,随着温度的升高,泡沫陶瓷的抗压强度先升高后降低,而孔隙率逐渐降低;造孔剂含量对泡沫陶瓷的性能也有明显的影响,随着造孔剂含量的增加,试样的抗压强度逐渐减小,而孔隙率逐渐增大.当裂解温度为1250 ℃,PVB的含量为50%(质量分数,下同)时,所制得的泡沫陶瓷的抗压强度为52.3 MPa,孔隙率为72%.XRD研究表明,随着温度的逐步升高,硅树脂的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变.微观结构分析显示,SiOC泡沫陶瓷呈三维网状结构,微孔分布较均匀.     

活性填料对聚硅氮烷连接SiC陶瓷接头性能的影响

采用陶瓷先驱体聚合物--含乙烯基聚硅氮烷并加入活性填料纳米铝粉连接无压烧结SiC陶瓷.研究了纳米铝粉填料对连接强度的影响,并对连接层的微观结构及成分进行了分析.结果表明,纳米铝粉的加入,促进了聚硅氮烷的裂解,降低了连接温度,减少了连接层内的孔隙等缺陷,从而有效地提高了连接强度.当连接温度为1 150 ℃,加入纳米铝粉填料所获得的连接件经2次浸渍/裂解增强处理后,其室温三点抗弯强度达到最大值为146.8 MPa.XRD分析表明,连接层含有Si3N4,SiC及少量AlN等微粒.微观结构及成分分析显示,连接层厚度约为5 μm,元素分布较为均匀,连接层与母材之间接合良好.     

陶瓷先驱体聚硅氮烷连接Cf/SiC工艺及连接性能

采用陶瓷先驱体转化法连接Cf／SiC复合材料。针对Cf／SiC复合材料的不同连接界面特性,采用不同的连接配方和工艺。结果表明：对于第一类以SiC相为主的连接界面,采用单一的聚硅氮烷即可实现Cf／SiC复合材料的连接,当连接温度为1300℃,经两次浸渍／裂解增强处理的连接件接头抗剪强度达最大值29．6MPa;连接层厚度为2～3μm,其结构较为均匀致密,由无定型SiNC陶瓷组成;对于第二类以C纤维端面为主的连接界面,采用聚硅氮烷并加入活性填料纳米Al粉来实现其连接：当连接温度为1150℃,经两次浸渍／裂解增强处理的连接件抗剪强度达最大值22．5MPa;连接层厚度约为30μm,连接层中含有SiC、Si3N4和AlN等相。     

活性填料钨在聚碳硅烷转化陶瓷中的应用

研究了活性填料钨(W)在聚碳硅烷(PCS)先驱体转化陶瓷中的应用。研究表明,W能有效降低陶瓷素坯的气孔率。W可与PCS气态裂解产物、游离碳和N     

采用SiC/Si3N4陶瓷先驱体连接反应烧结SiC

采用SiC/Si3N4陶瓷先驱体聚硅氮烷连接反应烧结碳化硅陶瓷,研究了连接温度、连接压力、浸渍/裂解增强处理对连接强度的影响.结果表明：在1100℃～1400℃温度范围内,连接强度先升高后降低;连接过程中施加适当的轴向压力可提高连接层致密度;浸渍/裂解增强处理可大幅度提高接头强度.当连接温度为1300℃,连接压力为15kPa，经3次增强处理的连接件抗弯强度达最大值169．1MPa。这种连接件的断口表面粘有大量SiC母材。由XRD研究表明，随着温度的逐步升高，聚硅氮烷的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变。微观结构及成分分析显示：连接层为厚度2μm-3μm的SiCN无定形陶瓷，其结构较为均匀致密；连接层与基体间界面接合良好。     

增强泡沫铝复合材料制备工艺的研究

在泡沫铝材中复合硬度很高的ZrO2陶瓷球可以起到增强泡沫铝的作用。本文采用盐粒与陶瓷球复合预制体及渗流成型工艺,通过改进模具和优化工艺参数,成功制备了ZrO2陶瓷球增强泡沫铝复合材料试样。试验结果表明,在实验室条件下,当浇注温度为805℃～815℃（纯铝）、760℃～770℃（铝硅）,模具和填料预热温度为600℃～610℃（纯铝）、560℃～570℃（铝硅）时,可以获得外形尺寸为φ30×50（mm）、孔隙率为56%～75%、陶瓷球尺寸为φ1mm,陶瓷球与盐粒体积比例为1：5、2：3的试样。为泡沫复合材料的进一步开发和研究奠定了基础。     

聚氨酯表层涂覆制备掺铍碳化硅泡沫的研究

目的采用模板法通过先驱体涂覆裂解工艺获得性能优异的掺铍碳化硅泡沫陶瓷。方法以掺铍聚碳硅烷(PBe CS)、二甲苯作为先驱体配制浆料,采用聚氨酯泡沫为模板,表层挂浆并烧结预制件后获得碳化硅泡沫陶瓷。运用XRD、SEM、波导法、保护热板法等手段,研究了浸渍液配比、烧结温度与Be元素对泡沫陶瓷结构、电磁性能、热导率的影响。结果 PBe CS经过陶瓷裂解后转变为无定型Si C,组成泡沫陶瓷的骨架。泡沫的开孔率为70%~90%,网孔的孔径介于0.5~1.2 mm之间。随着温度、浸渍浓度的增加,骨架的表面越平滑,致密化提高。Be元素的添加提高了陶瓷产率,先驱体中Be含量过低及泡沫陶瓷孔隙率高,导致了Be元素的低介电损耗、高热导率等性能没能在材料的整体复合性能中得到体现。结论通过改变浸渍液配比、烧结温度可以获得所需结构性能的掺铍碳化硅泡沫陶瓷,Be元素对材料性能提升的证明还需进一步研究。     

聚氨酯海绵浸渗法制备高孔隙率泡沫铜

采用聚氨酯海绵浸渗法制备了具有高孔隙率(85%～95%)、通孔结构的泡沫铜.根据聚氨酯海绵浸渗法的工艺特点讨论了泡沫铜的烧结制度,分析检测了泡沫铜成分,并对一次浸渗和二次浸渗两种工艺流程制备得到的泡沫铜的孔隙形貌和压缩性能进行了对比.结果表明,通过二次浸渗工艺可以改变泡沫铜孔壁微观组织结构,并在孔隙率下降不大的情况下使泡沫铜的压缩应力平台从0.5 MPa提高到1 MPa,这对改善材料的能量吸收性能具有重要意义.     

铸造生产中泡沫陶瓷过滤器的选用

介绍了泡沫陶瓷过滤器的净化机理和基本参数,从过滤器的尺寸选择、材质选择、过滤能力计算、放置方法等方面指出了合理选用和正确使用过滤器的方法。     

泡沫陶瓷过滤器应用技术的探讨

分析了泡沫陶瓷过滤器的过滤机制及其在型腔内的受力状态,探讨了泡沫陶瓷过滤器设计和使用过程中应注意的一些问题,从而能更安全有效地使用过滤器。     

直接发泡法制备泡沫陶瓷过滤器

介绍了一种新型泡沫陶瓷过滤器的制备方法并对其性能进行了测试研究。首先制备凝胶注模成型所需氧化铝陶瓷浆料，再添加吐温（Tween）和曲通（Triton）系列表面活性剂，通过机械搅拌使其直接发泡，再通过有机单体丙烯酰胺聚合，固化泡沫浆料，成型得到坯体，经干燥、烧结之后，制备成氧化铝泡沫陶瓷。研究了该工艺所成型泡沫陶瓷气孔率和通孔率（开孔气孔率）的关系，结果表明，直接发泡法可以制备高通孔率的泡沫陶瓷，能够满足过滤器使用时高开孔率和高强度的要求。     

AZ91镁合金泡沫材料的制备

利用NaCl颗粒作为预制型,采用渗流铸造方法制备了AZ91泡沫合金,样品孔隙之间具有良好的连通性。泡沫密度为0.724g/cm3,孔隙率为0.602。压缩试验结果表明,AZ91镁合金泡沫材料的塑性变形能力明显高于铸态AZ91镁合金。在孔隙被压合的过程中,泡沫材料在低应力条件下发生剪切破坏。这一变形机制在金属泡沫材料中尚未见到报道。