Preparation of the preform of pure carbon reaction bonded silicon carbide by<Emphasis Type="Italic">in-situ</Emphasis> consolidation molding method

A new kind of in-situ ceramic consolidation molding process was investigated on the basis of the characteristics of starch swelling in water and gelatinizing when heated. The SiC ceramic suspension containing about 50vol% solids loading and about 3wt% starch can be cast and molded into various complex-shape SiC ceramic parts in a water-thermostat. The dry shrinkage of the green body was less than 1.0% when the solid volume fraction of SiC suspension was up to 52.5%. The density and pore size were homogeneously distributed inside the biscuits. Soaked with melt silicon in a vacuum arc furnace, the biscuits were turn into SiC ceramic materials with homogeneous structure and high performances. Li Mei-juan: Born in 1969 Funded by the Key Research Project of China (96-A10-01-07) and the Key Project of Wuhan Science and Technology Committee (20001001003)     

纯碳坯渗硅制备反应烧结碳化硅的研究

以石油焦粉制备纯碳素坯高温渗硅的方法制备了反应烧结碳化硅陶瓷。研究表明 ,素坯的碳含量 (或孔隙率 )对材料的最终物相组成有决定性的影响 ;合成 Si C时的热效应以及反应过程中的体积效应 ,是影响石油焦坯体烧结的根本原因 ;烧结时间短使晶粒细化 ,是材料强度提高的主要原因。 90 %理论碳含量的素坯渗硅后 ,所得材料的密度为 3.0 8～ 3.12 g/ cm3,强度为 (5 5 0± 30 ) MPa     

以单质Si、C原料制备反应烧结碳化硅的研究

以 C- Si坯体融渗 Si的方法制备反应烧结碳化硅 ,研究了坯体中 Si含量对素坯结构、物相组成以及材料性能的影响。 C转化为 Si C时的体积效应是引起坯体毛细管阻塞的主要原因。 Si粉的掺入提供了精细地调整坯体结构的手段 ,使 Si C的转化率得以提高。烧结过程研究表明 ,预掺 Si使部分 Si C的合成反应提前进行 ,反应发热得以减缓。当调整坯体中 C含量为 0 .84 g/ cm3时 ,制得了密度与断裂强度分别为 3.0 9g· cm- 3和 5 5 0± 2 5 MPa的反应烧结碳化硅材料     

Effect of SiO_2 on the Preparation and Properties of Pure Carbon Reaction Bonded Silicon Carbide Ceramics

1　IntroductionReaction bondedsiliconcarbides (RBSC)arefullydenseengineeringceramicsformedbythebondingtogeth erofsiliconcarbidepowderswithfurthersiliconcarbideproducedinsitubyachemicalreactionbetweensiliconandcarbon .AsatypeofstructuralceramicsRBSChasmany…     

碳化硅陶瓷粉体的制备技术

比较全面的介绍了当前国内外碳化硅陶瓷粉体的制备技术 ,并简要概述了其发展情况     

反应烧结碳化硅过程的数学模型

考虑不同因素的影响，建立了反应烧结碳化硅反应烧结过程的一组数学模型，它们可表述为一个拟线性的抛物型方程组。     

Effect of SiO2 on the Preparation and Properties of Pure Carbon Reaction Bonded Silicon Carbide Ceramics

Effect of SiO₂ content and sintering process on the composition and properties of Pure Carbon Reaction Bonded Silicon Carbide (PCRBSC) ceramics prepared with C−SiO₂ green body by infiltrating silicon was presented. The infiltrating mechanism of C−SiO₂ preform was also explored. The experimental results indicate that the shaping pressure increases with the addition of SiO₂ to the preform, and the pore size of the body turned finer and distributed in a narrower range, which is beneficial to decreasing the residual silicon content in the sintered materials and to avoiding shock off, thus increasing the conversion rate of SiC. SiO₂ was deoxidized by carbon at a high temperature and the gaseous SiO and CO produced are the main reason to the crack of the body at an elevated temperature. If the green body is deposited at 1800°C in vacuum before infiltration crack will not be produced in the preform and fully dense RBSC can be obtained. The ultimate material has the following properties: a density of 3.05–3.12 g/cm³, a strength of 580±32MPa and a hardness of (HRA)91–92.3. WU Qi-de: Born in 1949 This work was financially supported by the Key Research Project of the China (No. 96-A10-01-07) and the Key Research Project of the Wuhan (20001001003)     

掺加SiC片晶对反应烧结SiC性能的影响

以液Si浸渗SiC片晶和C的坯体制备了SiC片晶增韧反应烧结SiC陶瓷材料,讨论了SiC片晶的掺加分数及烧结温度对材料显微结构和力学性能的影响,并比较了所得材料与传统反应烧结材料的力学性能。结果表明,当烧结温度较低时,SiC片晶在烧结体中仍以片晶的形态存在;而当烧结温度提高到1 800℃后,SiC片晶明显向SiC颗粒转变。与传统材料相比,掺加质量分数为40%SiC片晶制备的材料,材料抗折强度由300 MPa左右提高到587 MPa,断裂韧性由3.5MPa.m1/2提高到4.6 MPa.m1/2。     

硅碳直接反应法制备超细β-SiC粉

采用碳纳米管（CNTs）为碳源,硅粉为硅源,通过煅烧,制备出了纳米到亚微米级的超细碳化硅（SiC）粉体,研究了1 300 ℃、1 400 ℃、1 500 ℃三个不同的反应温度对于SiC粉体粒度的影响,讨论了SiC颗粒形成的反应机理. 表征结果显示,制备的粉体物相均为β-SiC,随着反应温度的升高,粉体粒径增大. Nicomp多波形粒径分布显示,在1 300℃条件下制备的超细SiC粉体中96.4%的颗粒粒径为95.9 nm. 通过分析,推测超细SiC粉的形成机理为:反应物中存在的杂质镍与硅粉在高温下形成共熔液滴,碳纳米管进入液滴反应生成SiC晶核,进而析出晶体,晶体在高温条件下不断长大,形成超细SiC粉. 碳硅直接反应法相对简单、成本低,适合大规模制备纳米及亚微米级碳化硅粉体.     

SiC单片集成电路工艺技术

对宽禁带半导体材料碳化硅的异质外延技术以及碳化硅集成电路单项工艺技术进行了讨论 ,比较了不同的工艺对集成电路制造的影响 .介绍了工作于 5V电压下的碳化硅数字互补型金属氧化物半导体集成电路工艺技术 .     

静动力排水固结法处理淤泥质软基的加固效果分析

结合广州南沙泰山石化淤泥软基处理工程实践,通过软土微结构试验、室内土工试验和原位测试(静载荷试验、动力触探试验、十字板剪切试验),从宏观与微观两个层次分析了静动力排水固结处理前后软土的微观结构和物理力学性质的变化,总结了软黏土静动力排水固结法的加固机理和加固效果．研究表明本工程所采用的“动静结合,先轻后重、逐级加能、少击多遍”施工工艺,辅以填土预压和塑料板排水,地基承载力明显提高,土体的各种物理力学性质大大改善,该方法在淤泥软基处理工程中可推广应用．     

全金属组元铁基块体非晶的制备与性能研究

3D打印成型碳纤维接枝碳纳米管增强热塑性复合材料的强度提高

王婼楠¹，吴海宏^1，2，郭子月³，刘春太²，申长雨²

（1. 河南工业大学 机电工程学院，郑州450001; 2.郑州大学 橡塑模具国家工程研究中心，郑州450002; 3.中山大学 数学学院（珠海）,珠海519082）

创新点说明：

1) 研究了碳纤维定量接枝碳纳米管对热塑性复合材料的界面性能及拉伸性能的影响。

2) 用3D打印模压成型的工艺方法制备了热塑性复合材料。

研究目的：

研究碳纤维表面接枝不同含量的碳纳米管对复合材料微观结构、界面性能和力学性能的影响。

研究方法：

1) 采用溶液法，通过控制碳纳米管接枝反应时间，制备不同含量碳纳米管接枝碳纤维，然后用硝酸刻蚀法，去除残留溶剂，验证了碳纳米管接枝的可靠性。用扫描电镜观察碳纤维的微观形貌，用FTIR测试碳纤维表面官能团并用XPS对碳纤维的表面官能团进行分析。

2) 用扫描电镜观察碳纤维与基体的结合情况并用接触角测量仪测试碳纤维与基体的接触角。

3) 通过 3D打印成型法成型了热塑性复合材料样条，并用扫描电镜观察碳纤维热塑性复合材料的界面微观形貌。

4) 采用万能试验机测试3D打印成型热塑性碳纤维复合材料的拉伸性能，并观察复合材料断口形貌。

结果：

1) 溶液法.扫描电镜观察发现碳纳米管在碳纤维表面均匀分布，表明碳纤维与碳纳米管之间存在较强的键合关系。但随着接枝时间的增加，碳纤维表面的碳纳米管含量逐渐增加，但达到0.4%时，出现分散不均匀现象。碳纤维表面含有上浆剂和去掉上浆剂的对比发现，无上浆剂的碳纤维表面沟壑明显，这些沟槽可以增加碳纤维的比表面积和表面能，增强了基体与碳纤维的机械相互作用。用FTIR测试碳纤维表面官能团并用XPS对碳纤维的表面官能团进行分析，结果表明，经偶联剂改性后，C=O键含量明显增加，碳纤维表面引入含氧官能团。C1，O1S峰增强，表明碳纳米管接枝到了碳纤维表面。

2) 扫描电镜结果表明，与表面未接枝碳纳米管的碳纤维相比，接枝碳纳米管的碳纤维与基体PA6具有更好的润湿性。接触角测试结果对比发现，接枝碳纳米管的碳纤维与基体的接触角，明显小于未接枝碳纳米管的。

3) 通过扫描电镜观察复合材料的界面微观形貌，结果表明：纤维与基体之间存在一定厚度的界面层，界面层的存在可以减轻纤维与基体之间的力学性能突变引起的应力集中，并防止界面缺陷的扩展。

4）界面结合强度测试结果表明，当碳纳米管的质量分数增加到0.25%时，复合材料的界面结合强度比未接枝碳纳米管的碳纤维增强的PA6复合材料提高了20%，比表面有环氧的碳纤维复合材料提高了41.8%。然而当碳纳米管含量大于0.4%时，界面结合强度不再继续增加。力学测试表明碳纳米管含量为0.25%的复合材料具有最高的平均模量、拉伸强度和界面剪切强度。接枝碳纳米管的碳纤维复合材料断口形貌可以观察到界面处基体中的韧窝。表明基体树脂在拔出纤维前经历了较大的塑性变形，表明纤维与基体有很好结合性。

结论：

实验结果表明，碳纳米管可以提高表面的润湿性和CF表面粗糙度。碳纳米管接枝碳纤维增强PA6与环氧上浆的碳纤维复合材料相比，当碳纳米管的质量分数达到0.25%时，复合材料的界面结合强度增加了41.8%，拉伸强度提高了130%，界面剪切强度提高了238%。然而，随着碳纳米管含量的继续增加到0.4%时，界面结合强度和力学性能就会下降。

关键词：热塑性复合材料，界面结合强度，界面剪切强度，3D打印成型

     

聚氮硅烷催化裂解原位合成碳纳米管增强SiC/Si_3N_4复相陶瓷

以聚氮硅烷为前驱体,通过催化裂解原位生成SiC/Si3N4复相陶瓷,同时原位生成碳纳米管增韧相;研究热解温度、掺杂催化剂种类对SiC/Si3N4复相陶瓷微观结构及形态的影响,运用扫描电镜、高分辨率透射电镜、X射线衍射、综合热分析进行结构分析和表征。结果表明,催化裂解可有效增强陶瓷基体的强度和实现基体与纳米相的复合和分散,并降低SiC/Si3N4复相陶瓷晶化温度。     

二维平纹编织CVI工艺C/SiC复合材料的疲劳行为

通过室温等幅单向拉-拉疲劳实验,对2D平纹编织C/SiC复合材料的疲劳性能进行了研究。通过对实验数据的分析,发现疲劳极限(N=5×105)约为极限拉伸强度的80%~85%,当加载应力超过88%极限拉伸强度时,失效很快发生,给出计算疲劳寿命的经验公式。通过观察实验件断口,分析了疲劳破坏的机制。研究表明,C/S iC复合材料具有良好的疲劳性能,但其分散性也会给结构设计带来一定的难度。     

应用CDIO模式改革《精密塑料成型工艺与模具设计》课程教学的探索

从CDIO模式的四个要领“构思”（Conceive）、“设计”（Design）、“实施”（Implement）、及“运行”（Operate）出发,从行业企业对专业人才规格的需求,课程设计及教学内容的安排,教学实施,改革思路四方面分析了《精密塑料成型工艺与模具设计》课程的教学改革．     

成型工艺对PBRBSC素坯及烧结体性能的影响

研究了不同成型工艺对PBRBSC的素坯结构及烧结体显微组织的影响。研究发现，用原位凝固工艺获得的素坯比用干压和注浆成型的素坯孔径分布更加均匀，具有单峰性，孔洞形状规则。干压和注浆成型的烧结体中有大块残C与残余Si，而原位凝固工艺的烧结体无大块残余Si和C，它们都弥散分布在基体中。     

动力排水固结法参数设计研究

介绍软弱地基处理有效新方法——动力排水固结法的基本原理与特点．运用土力学原理及工程经验讨论重要参数设计问题，以供国家或地方制订相应规范提供参考．此外，给出了软地基处理工程实例     

气体注射控制参数对聚合物气辅共注成型过程影响的试验研究

对先进的气辅共注成型工艺进行了实验研究,系统研究了气体保压时间和气体注射延迟时间对气辅共注成型过程的影响规律,并基于理论分析揭示了其影响机理。研究结果表明:随着气体保压时间增长,气体的二次穿透增强,导致气体的穿透深度和穿透宽度均增大,而随着气体注射延迟时间延长,     

Synthesis of Ti3SiC2/TiB2 Composite by In-situ Hot Pressing (HP) Method

Ti3SiC2/TiB2 composite was successfully obtained by hot pressing Ti/TiC/Si/B4C power mixtures.Volume fraction of TiB2 in Ti3SiC2/TiB2 composite can not exceed 10%.Incorporation of excessive TiB2 will affect the reactions process.TiC and Ti5Si3 were two important intermediate phases during the whole reactions.The microstructure characteristics of the Ti3SiC2/TiB2 composites were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM).The experimental results show that the grains of Ti3SiC2/TiB2 composite are structured in a layered form,and the formation of TiB2 particles as reinforcements with elongated or equiaxed shape distributes in Ti3SiC2 matrix.     

抽降水引发的弱透水层非线性固结解析解

抽降水会引发含水层下卧的弱透水层的固结沉降,同时,土体非线性压缩、渗透特性对固结变形的影响也较为明显.故抽降水引发的弱透水层的固结模型中有必要考虑土体的非线性固结特性,但考虑非线性固结特性后弱透水层固结模型的解析求解存在着困难.本文在分析现有非线性固结模型的基础上,获得了弱透水层非线性固结的近似解析解.具体过程为:引入...