SiC/Cu复合材料磨损界面研究

采用非均相沉淀法制备了SiC／Cu包裹复合粉体,热压烧结制备SiC／Cu复合材料．以Si3N4球为摩擦副,在400℃条件下进行磨损实验．采用XRD、SEM分别对磨损前后材料的界面物相、磨损界面的形貌以及裂纹的扩展变化情况进行分析．结果表明：在该实验条件下,SiC／Cu复合材料界面的物相随着磨损的进行发生变化,Cu2O含量大大增加,同时出现CuO．随着循环荷载的增加,复合材料的内部产生了裂纹,裂纹的扩展是沿着SiC／Cu界面进行;而SiC颗粒的存在,使复合材料内部裂纹发生偏转,有利于提高材料的耐磨性．     

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纳米纤维增强碳化硅陶瓷的性能

以SiC纳米纤维作为增强体,采用凝胶注模成型工艺制备碳化硅陶瓷坯体,通过反应烧结制备SiC纳米纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料;采用两种不同粒径的碳化硅粉体为原料,加入不同质量分数的SiC纳米纤维,通过丙烯酰胺聚合体系制备素坯,坯体经干燥、脱胶后渗硅烧结得到复合陶瓷。利用万能试验机和扫描电镜分析碳化硅陶瓷力学性能及显微结构。结果表明:SiC纳米纤维的加入有助于复合陶瓷力学性能的提高;SiC纳米纤维含量为12 wt%,复合陶瓷抗弯强度为267 MPa,与未加SiC纳米纤维相比提高28%。     

SiC涂层的快速气相沉积

介绍了一种采用化学气相沉积技术，利用SiCl4 CH4体系快速沉积SiC涂层的方法，并讨论了工艺条件对沉积过程的影响．结果表明，采用SiCl4 CH4体系在900℃便可实现SiC的快速沉积，此方法所得SiC涂层的纯度不高，但适用于制备构件的抗烧蚀涂层．     

CVD法快速制备SiC过程分析

采用TMS（CH3SiCl3)为原料,H2为载气,Ar为稀释气,在1000－1200℃范围以内以石墨为基体,通过化学气相沉积法（CVD）制备地SiC块体材料,在特定的工艺条件下,SiC的生长速率可达0．6mm/h,结合实验结果,研究了常压SiC-CVD过程中,对SiC生长速率产生影响的若干因素的作用,初步探索了基体尺寸与沉积室尺寸的比例、沉积温度、稀释气流量以及沉积时间对沉积速率的影响,综合分析提高了SiC生长速率的原因。     

Cu/SiCP材料的复合电铸制备工艺

研究了采用复合电铸工艺制备碳化硅颗粒(SiCP)增强铜基复合材料中添加剂、颗粒粒径、电流密度、施镀温度、搅拌强度等工艺参数对Cu/SiCP复合材料中SiCP含量的影响.结果表明,优化各工艺参数可有效促进SiCP与铜离子的共沉积,提高复合材料中增强固体颗粒的含量.在此基础上研究开发了一种可有效促进助SiC颗粒与铜共沉积的混合添加剂,可获得SiCP含量较高的Cu/SiCP复合材料.     

Cu/SiC_P材料的复合电铸制备工艺

研究了采用复合电铸工艺制备碳化硅颗粒(SiCP)增强铜基复合材料中添加剂、颗粒粒径、电流密度、施镀温度、搅拌强度等工艺参数对Cu/SiCP复合材料中SiCP含量的影响.结果表明,优化各工艺参数可有效促进SiCP与铜离子的共沉积,提高复合材料中增强固体颗粒的含量.在此基础上研究开发了一种可有效促进助SiC颗粒与铜共沉积的混合添加剂,可获得SiCP含量较高的Cu/SiCP复合材料.     

SiC/SiO2界面态电荷对SiC MOSFET短路特性影响的研究

碳化硅/二氧化硅（SiC/SiO₂）界面态电荷数量的减少有利于降低碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管（SiCMOSFET）的通态电阻和开关损耗,然而沟道电流的提升会给遭遇短路故障的SiC MOSFET带来更大的电流应力。在传统的SiCMOSFET等效电路模型的基础上建立了SiC MOSFET的短路失效模型,该模型考虑了强电流应力下器件内的泄漏电流,并引入了包含界面态电荷的沟道载流子迁移率。利用该模型讨论了SiC/SiO₂界面态电荷对SiC MOSFET短路特性的影响,结果显示界面态电荷的减少缩短了SiC MOSFET短路耐受时间。随后通过从失效电流中分离出不同产生机制下的泄漏电流分量,讨论了界面态电荷对SiC MOSFET短路特性影响的机理。     

SiC的高温抗氧化性分析

研究了碳化硅表面高温氧化层的微观结构 ,分析了反应产物对高温抗氧化性能的影响 .碳化硅材料在 136 0℃以下 ,表面氧化较为轻微 ,抗氧化性能稳定 .温度高于 136 0℃后 ,SiC颗粒的尖角部位首先被氧化 .所形成的表面氧化层与碳化硅基体的分界清晰 ,无过渡区 ,并且始终不能形成致密氧化层 .表面二氧化硅层中除了存在石英和方石英以外 ,还存在非晶态的二氧化硅 .高温时熔融态的二氧化硅不易于从碳化硅基体上脱落     

电沉积镍—碳化硅复合耐磨层

本文研究了金属镍与非金属材料碳化硅颗粒共沉积而获得复合耐磨镀层,各种工艺条件对SiC 在镀层中嵌入量的影响,如溶液中SiC 浓度、搅拌方式,PH 值、电流密度、温度等。测定了Ni—SiC 复合镀层的耐磨性能,用扫描电镜观察了镀层结构。探讨了碳化硅微粒共沉积的机理。实验表明,Ni—SiC 复合镀层是良好的有发展前途的耐磨层。     

SiC(N)纳米粉体的吸波性能研究

采用CVD法合成了SiC(N)纳米粉体。在NH3流量为0－480ml/min范围内，合成了氮原子百分含量随NH3流量逐渐增大的一系列SiC(N)纳米粉体。研究了SiC(N)纳米粉体的介电常数和介电损耗角正切与粉体组成的关系，发现介电常数的实部、瞄部和介电损耗角正切均随粉体中氮原子摩尔分数的升高而降低，依据粉体的介电常数设计了双层吸波涂层，涂层的吸波效果随粉体氮含量的升高而降低。N原子取代SiC晶格中C产生的带电缺陷在电磁场作用下的极化驰豫是SiC(N）纳米粉体吸波的主要机理。     

Tribological properties of SiC/Cu composite at high temperature

SiC/Cu composites were prepared by hot pressing. The high temperature tribological properties of the composites were investigated. XRD, SEM techniques were carried out to characterize the samples. It is found that the friction coefficient of SiC/Cu composites increases with the increasing SiC content. The SiC reinforcement particles are worn down other than removed by pulling out during the wear test. Oxidation of Cu debris leads to the smooth contacting surface. Ring crack is formed under the cyclic wear test. The crack propagates through the damaged matrix and along the brittle interface between SiC particles and Cu matrix.     

SiC/Cu纳米包裹粉体及其复合材料的制备

选用工业生产的SiC亚微米粉体,利用置换反应制备纳米Cu.采用直接还原-旋转沉淀工艺制备SiC/Cu包裹粉体.采用气氛烧结获得金属陶瓷复合材料.分别通过AES、XRD、SEM等分析方法对原始SiC粉体、包裹复合粉体和烧成样品进行表征.结果表明:包裹复合粉体具有"核-壳"结构,由于Cu的自发氧化使得复合粉体中出现Cu2O.包裹结构中SiC颗粒抑制了烧结过程中Cu的晶粒生长,从而使烧结样品呈现纳米结构.     

微波法合成SiC纳米微粉

以酚醛树脂、超细炭黑和超细ＳｉＯ２为原料，用微波加热的方法合成了ＳｉＣ纳米微粉，用Ｘ射线衍射、分析电镜等手段对ＳｉＣ微粉进行了性能测定，比较并分析了不同的炭源和温度对ＳｉＣ微粉性能的影响。     

Electroless copper-phosphorus coatings with the addition of silicon carbide （SiC） particles

Cu-P-silicon carbide(SiC)composite coatings were deposited by means of electroless plating.The effects ofpH values,temperature,and different concentrations of sodium hypophosphite(NaH2PO2·H2O),nickel sulfate(NiSO4·6H2O),sodium citrate(C6H5Na3O7·2H2O)and SiC on the deposition rate and coating compositions were evaluated,and the bath formulation for Cu-P-SiC composite coatings was optimised.The coating compositions were determined using energy-dispersive X-ray analysis(EDX).The corresponding optimal operating parameters for depositing Cu-P-SiC are as follows:pH 9; temperature,90℃; NaH2PO2·H2O concentration,125 g/L; NiSO4·6H2O concentration,3.125 g/L; SiC concentration,5 g/L; and C6H5Na3O7·2H2O concentration,50 g/L.The surface morphology of the coatings analysed by scanning electron microscopy(SEM)shows that Cu particles are uniformly distributed.The hardness and wear resistance of Cu-P composite coatings are improved with the addition of SiC particles and increase with the increase of SiC content.     

不同粒径碳化硅粉体的复合烧结与表征

以氮化硅为烧结助剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为黏结剂,通过重结晶烧结法制备了纯碳化硅（SiC）陶瓷。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和阿基米德定律对产物的结构、形貌和相对密度进行了表征,主要研究了SiC细粉的质量分数对SiC晶粒形貌的影响。结果表明,SiC细粉质量分数的变化对烧结样品的晶粒尺寸与形貌及其相对密度有较大影响。细粉质量分数由0%增加至60%,SiC晶粒的形貌由等轴状晶粒过渡为六方片状晶粒,晶粒尺寸非线性增加,样品的相对密度则呈先增加后降低的趋势,当细粉的质量分数为40%时,SiC陶瓷的相对密度最高。因SiC高温（2 000 ℃以上）蒸发与凝聚的烧结作用,当SiC细粉的质量分数为60%时,重结晶普遍发生,且SiC粗粉晶粒尺寸急剧增大,形成六方片状。     

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     

Ni-P-纳米化学复合镀层制备工艺的研究

为提高化学复合镀层的性能,采用纳米（SiC）r制备Ni-P-纳米（SiC）p化学复合镀层,较系统地研究镀液配方及各工艺参数对Ni-P-纳米（SiC）r化学复合镀层的影响,分析相应机理,同时对镀层进行热处理比较。实验结果表明：主盐、还原剂、温度、pH值、搅拌速率及（SiC）p加入量对Ni-P-（SiC）p镀层的沉积速率有较大影响,实验确定的最佳主盐浓度为28g/L、还原剂浓度为30g／L、施镀温度为（85±1）℃、pH值为4．5、搅拌速度为200r／min、（SiC）p加入量为2g／L。     

Si和Al对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

采用3Ti／Si／2C单质粉体为原料,进行机械合金化,以合成Ti3SiC2粉体。研究了Al和过量Si对机械合金化合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,机械合金化单质混合粉体,会诱发自蔓延反应。反应后产生大量坚硬的颗粒状产物。机械合金化3Ti／Si／2C粉体,会产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与颗粒产物。添过量Si并不会促进机械合金化反应合成Ti3SiC2。添适量Al可消除硅化物,明显促进反应合成Ti3SiC2。采用3Ti／Si／2C／0．15Al粉体作原料时,颗粒产物中Ti3SiC2含量最高,为92．8wt％;而采用3Ti／Si／2C／0．20Al粉体作原料时,粉体产物中Ti3SiC2含量最高,为61．9wt％。