碳化硅/石墨复合陶瓷密封材料的显微结构与性能

以碳化硅微粉为原料、石墨为固体润滑添加剂,采用无压烧结技术制备碳化硅/石墨复合陶瓷密封材料,研究了石墨添加量对复合陶瓷密封材料烧结性能、显微结构、力学性能和摩擦性能的影响。结果表明,加入的石墨能以片状颗粒形态均匀分布在碳化硅陶瓷基体中;随着石墨添加量增加,复合陶瓷密封材料的体积密度、抗弯强度、弹性模量、断裂韧性、硬度均逐渐降低,但干、湿静摩擦系数则随之减小;当石墨添加量达到20%(质量分数)时,复合陶瓷的相对密度仅为90.6%,弯曲强度降至189 MPa,弹性模量降至295 GPa,断裂韧性为1.82 MPa·m1/2,Vickers硬度为19.2 GPa,而干、湿摩擦系数则分别减小到0.14和0.10。综合考虑复合陶瓷的力学性能和摩擦性能,石墨添加量控制在10%~15%之间为宜。     

浸渍及热处理对常压烧结AlN/h-BN复相陶瓷微观结构及性能的影响

采用常压烧结方法在1 700℃保温2 h制备出AlN/20%(体积分数)h-BN复相陶瓷,对烧结后的样品分别采用A10铝溶胶和硅溶胶/酚醛树脂进行浸渍处理,随后在1 450℃氮气气氛下热处理2 h。对比研究了浸渍及热处理前后复相陶瓷的致密度、抗弯强度、Vickers硬度、微观结构和物相组成,并分析了复相陶瓷的强化机理。结果表明:A10铝溶胶浸渍处理后样品的抗弯强度和Vickers硬度略有提高;经过硅溶胶/酚醛树脂处理的样品抗弯强度和Vickers硬度大幅提高,抗弯强度和Vickers硬度分别从81.5MPa和1.99 GPa提高到130.1 MPa和3.58GPa;硅溶胶/酚醛树脂处理后的样品在孔隙界面处生成的碳化硅及氮氧化铝是样品抗弯强度和Vickers硬度显著提高的主要原因。     

掺碳SiC颗粒对MOSi2复合材料性能的影响

研究分析了掺碳SiCp/MoSi2复合材料的相组成、室温和高温力学性能、高温抗氧化性能、耐磨性能以及电阻率.结果表明(SiCp+C)/MoSi2复合材料主要由MoSi2,α-SiCp,Mo5Si3和β-SiC组成.材料的密度和相对密度分别为5.12g/cm3和91%;Vickers硬度,抗弯强度和断裂韧性分别为12.2GPa,530MPa和72MPa.m1/2;800℃的Vickers硬度为8.0GPa,1200℃和1400℃的抗压强度分别为560MPa和160MPa.材料的抗氧化性能优良.在Al2O3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能.电阻率为40.2μΩ.     

低碳合金钢热锻成形抗氧化涂料制备与研究

文章研制一种以二氧化硅、氧化铝为主要原料的高温抗氧化涂料。通过金相分析,能谱分析仪等测试方法,研究不同温度的氧化失重、截面形貌和元素分布。实验结果表明,涂层在700℃开始逐渐软化,但涂层的抗氧化效果不是十分明显,当温度达900℃时,涂层已经烧结,并出现一些液相,涂层的抗氧化效果明显增强。     

聚醚醚酮基复合涂层的研究

利用聚四氟乙烯(PTFE)和石墨的自润滑性能对聚醚醚酮(PEEK)进行增强改性获得PEEK复合材料,并通过静电喷涂和冷压烧结的方法在不锈钢底材上制备了PEEK基复合涂层。扫描电镜(SEM)观察结果表明:在相同的热处理工艺条件下,冷压烧结获得的涂层气孔率更低、涂层更致密。显微硬度仪和X射线衍射仪(XRD)测试结果表明:在相同的热处理条件下,冷压烧结制备的涂层结晶度和硬度都较高,硬度可达到21.78 HV。摩擦磨损实验结果表明:冷压烧结涂层的摩擦因数为0.046 1,磨损率为15.51×10~(-6)mm~3/(N·m);静电喷涂涂层的摩擦因数为0.079 2,磨损率为22.37×10~(-6)mm~3/(N·m)。与之前的研究结果相比,石墨与PTFE的加入大大提高了涂层的摩擦学性能。     

电泳沉积-烧结两步法制备C/SiC复合材料

采用电泳沉积法在石墨基体上制备厚度可控的Si涂层,考察了电泳沉积参数(电压、沉积时间、固含量及添加剂量)对涂层沉积量的影响。所制备的Si涂层通过烧结与石墨基体发生在位反应形成SiC涂层。涂层成分的XRD分析表明烧结后生成β-SiC。用SEM观察涂层烧结前后的形貌,烧结后Si渗入基体内部。孔径分布数据表明所形成的SiC涂层导致石墨孔径变小。1200℃的抗氧化实验表明涂层起到了良好的防护作用。实验提供了一种制备C/SiC复合材料的新方法。     

掺碳SiC颗粒对MoSi_2复合材料性能的影响

研究分析了掺碳SiCp/MoSi2 复合材料的相组成、室温和高温力学性能、高温抗氧化性能、耐磨性能以及电阻率 .结果表明 :(SiCp+C) /MoSi2 复合材料主要由MoSi2 ,α -SiCp,Mo5Si3和 β -SiC组成 .材料的密度和相对密度分别为 5.1 2 g/cm3和 91 % ;Vickers硬度 ,抗弯强度和断裂韧性分别为 1 2 .2GPa ,530MPa和 7.2MPa·m1 / 2 ;80 0℃的Vickers硬度为 8.0GPa ,1 2 0 0℃和 1 40 0℃的抗压强度分别为 560MPa和1 60MPa .材料的抗氧化性能优良 .在Al2 O3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能 .电阻率为 40 .2 μΩ·cm .与非增强MoSi2 相比 ,材料的各种力学性能有大幅度的提高     

水性炭系电热涂料的制备及性能研究

以水性丙烯酸树脂为粘结剂,石墨为主要导电填料,配入其他导电填料制备了水性炭系电热涂料。研究了水性丙烯酸树脂添加量、溶剂水的用量、固化温度和导电填料种类对涂层电热性能的影响,并测试了最佳条件所得涂层的使用性能。结果显示,水性丙烯酸树脂与石墨的质量比为5∶5时,涂层在80 V的电压下通电5 min,表面温度可达95°C。溶剂水的添加量宜23%~27%,涂层固化温度宜50°C左右。在所选炭黑、煅后焦、无烟煤、三氧化二铝、二氧化硅和碳化硅这6种填料中,石墨与炭黑复合后所得涂层电热性能最好。当m(水性丙烯酸树脂)∶m(石墨)∶m(炭黑)=5∶4∶1时,40 V电压时涂层表面温度可迅速达到100°C以上,且耐水性、耐热性、硬度和附着力均满足使用要求。     

莫来石结合碳化硅高温吸热陶瓷抗氧化性能的研究

以碳化硅及合成莫来石微粉为主要原料,制备了用于非真空太阳能吸热管的莫来石结合碳化硅高温陶瓷涂层。针对碳化硅基材料高温氧化问题,测定了样品的烧成增重率及亮度并结合XRD、SEM研究了莫来石结合碳化硅陶瓷的抗氧化性能。结果表明,莫来石添加量为20%,经1 380℃烧成样品的抗氧化性最好,其增重率为7.49%,亮度值为46.61。XRD分析烧结体主晶相为碳化硅(α-SiC)和莫来石(3Al2O3.2SiO2),并含有少量的方石英(SiO2),莫来石作为结合相在碳化硅晶粒周围形成"骨架",与SiO2玻璃相形成三围的网状保护层包裹在碳化硅表面,阻止碳化硅氧化。     

烧结助剂对ZrSiO4-Mullite复合涂层组织结构及抗氧化性能的影响

采用包埋法和预涂-烧结法相结合的组合工艺在C/C复合材料表面制备出ZrSiO4-Mullite复合涂层,借助XRD、SEM、体式显微镜对涂层组织结构进行了表征,研究了(MgO CeO2)、(Si SiO2)和(Mullite SiO2)三种烧结助剂对复合涂层组织结构和抗氧化性能的影响,揭示了涂层C/C试样的氧化失重原因。结果表明:ZrSiO4-Mullite复合涂层具有双层结构,内层由β-SiC相和α-SiC相组成,外层主要由Mullite相和ZrSiO4相构成。分别采用(MgO CeO2)、(Si SiO2)和(Mullite SiO2)烧结助剂制得的ZrSiO4-Mullite涂层的开裂倾向依次减弱,抗氧化性能依次增强。涂层裂纹的存在是造成ZrSiO4-Mullite涂层C/C试样氧化失重的主要原因。     

成型压力对莫来石晶须增强磷酸铬铝基复合材料性能的影响

以磷酸铬铝粘结剂、熔融石英、氢氧化铝、氟化铝为原料,制备以固相烧结莫来石及原位生长莫来石晶须为增强体的磷酸铬铝基复合材料。本文主要研究了烧结工艺过程中不同坯体成型压力对莫来石晶须生长和烧成制品结构、机械性能及介电性能的影响。进行的分析测试有:XRD、SEM、线性收缩、维氏硬度、介电常数等。结果表明:随成型压力增大,制品内部孔隙率降低,线性收缩减小,介电常数、抗弯强度及维氏硬度均随之增大。合理调控原料配方比例与烧结工艺可改善制品材料综合性能以应对不同需求。     

SiC/Si-MoSi2抗氧化涂层的制备及性能研究

为了提高石墨材料的抗氧化性,在石墨表面制备SiC/Si-MoSi2抗氧化涂层。首先以Si粉为原料,采用液硅渗透法制备SiC内层;然后以Mo粉和Si粉为原料,配制成m(Mo)∶m(Si)分别为1∶5、1.5∶5、2∶5和2.5∶5的料浆,采用料浆烧结法制备Si-MoSi2外层。利用SEM和EDS分析SiC/Si-MoSi2涂层于1400℃氧化前后的结构及组成。结果表明,料浆的Mo粉和Si粉配比对涂层的抗氧化性能有很大影响,当m(Mo)∶m(Si)=2∶5时,涂层具有最佳的抗氧化性能,且表现出长时间的抗氧化能力。     

热压烧结金刚石工具用石墨模具抗氧化研究

采用氧化失重实验,对热压烧结金刚石工具用石墨模具的氧化腐蚀性能进行了研究。着重讨论了抗氧化剂组分、总磷酸盐浓度和抗氧化浸渍工艺等因素对石墨模具抗氧化性能的影响。结果表明:以复合磷酸盐为主体,添加金属氟化物和氮化物制备出的抗氧化剂,对石墨模具的抗氧化性和抗压强度有明显提高。当抗氧化剂总磷酸盐浓度大于25%,采用真空加压抗氧化浸渍工艺,对石墨模具的抗氧化效果最好。     

镍/石墨复合粉体及其热喷涂涂层新材料

以中间相碳微球为芯材,采用水溶液加压氢气还原方法制备了镍包覆石墨(Ni/C)复合粉体材料. 对比研究了该粉体及其热喷涂涂层与以普通人造石墨为芯材的Ni/C粉体及涂层的性能差异. 通过研究球形Ni/C涂层的热稳定性能,找到了在涂层工作温度下涂层硬度和质量随时间的变化规律. 另外通过对比研究镍与石墨及其混合粉末的氧化失重,探讨了400℃下镍对石墨氧化的催化作用. 火焰喷涂实验发现,球形Ni/C粉体在较低能耗条件下即能制备出合格的涂层,且喷涂工艺参数易于控制,涂层性能更加稳定,涂层硬度的波动范围比普通Ni/C涂层缩小了70%. 在400℃的大气气氛中,涂层硬度大约在20 h左右出现最大值,然后减小并趋于稳定. 氧化实验发现,镍与石墨的混合粉末在25~28 h之间出现增重最大值(0.25%),这与假设镍对石墨的氧化无催化作用时粉末持续增重的情况不同.     

SiC梯度涂层的制备及其氧化行为研究

采用料浆烧结法在石墨表面制备SiC抗氧化涂层。研究涂层在1200℃、1300℃和1400℃高温下的氧化行为。结果表明,该涂层系统在1200℃具有较佳的抗氧化性能,在空气中氧化10 h,其重量的损失率仅为0.36%;随着氧化温度的提高,涂覆试样的抗氧化性能降低,并从微观结构上分析和解释此涂层在不同氧化温度下的氧化行为。     

粒度对蓝晶石制备莫来石晶体的影响研究

莫来石晶体主要应用于热障涂层,适量莫来石晶体可以降低涂层之间的失配应力,提高涂层的结合强度和抗热震性能.本论文主要研究粒度对蓝晶石高温下生成莫来石晶体的影响,将特定粒度蓝晶石和氧化铝混合样,在催化剂及一定温度制度下进行热处理,采用SEM和XRD对产物进行分析发现:-200～+325目蓝晶石分解温度较高,反应过程中没有形成莫来石晶体;-325～+400目之间的蓝晶石颗粒表面和内部的晶体晶形完整、均匀,反应体系表面晶体分布均匀,长径比为20～30;-400目蓝晶石体系经烧结后在体系表面有晶体分布,但是晶体分布不均匀,晶体长径比也不一致.     

磷酸盐溶液浸渍法涂层对石墨材料抗氧化性能的影响

在提高石墨材料高温抗氧化性能的各种方法中,溶液浸渍法的工艺操作简单,成本相对低廉,保护效果较好,因此选择了磷酸盐溶液作为浸渍液,并按照试样清洗、干燥、加热浸渍、热处理等流程,让石墨材料表面形成抗氧化涂层,同时进行了高温抗氧化实验。实验中探究了浸渍时间、表面活性剂添加量、热处理、热处理终温4个变量对抗氧化性能的影响。结果表明,除了热处理终温这一因素外,其他3个因素对石墨材料的抗氧化性能均有明显影响。其中,浸渍时间为30 min、表面活性剂添加量为8 m L、有热处理的情况下,石墨材料形成的涂层最佳,抗氧化性能最好。     

SUS430合金La0.75Sr0.25MnO3涂层烧成气氛研究

采用溶胶-凝胶法分别在空气和N2气气氛中不同烧成时间下制备了均匀致密度的SUS430合金LSM涂层.观察了不同气氛下烧结3h的涂层样品的SEM表面形貌;采用四点法测量了不同气氛和不同烧成时间下制备的各涂层样品的ASR值,测量分析了各涂层样品在800℃下空气中热处理120h过程中的氧化增重量变化.结果表明,N2气气氛下烧成的涂层比空气气氛下烧结的涂层烧结程度更好、ASR值更低,并具有更好的抗氧化保护作用;空气气氛下烧成时间对涂层的烧结程度、导电性能和抗氧化性能影响显著,N2气气氛下烧成时间对涂层的烧结程度、导电性能和抗氧化性能影响不大.     

石墨表面Si-SiC-ZrB_2抗氧化复合涂层的制备及性能表征

为了防止石墨材料在高温下氧化,采用尺寸为10mm×10mm×5mm的高强石墨为基体,以d_(50)为0.5、10μm的SiC,d50为3μm的ZrB_2,粒度为5~10mm的硅块为涂层主要原料,通过反应浸渗法,在真空状态下于1650℃保温30min进行气相渗硅,在石墨表面制备了Si-SiC-ZrB_2复合抗氧化涂层;利用XRD、SEM研究了涂层的相组成与微观形貌。结果表明:反应浸渗后涂层的主晶相为Si、SiC和ZrB_2,涂层与基体之间具有过渡结构。抗氧化试验表明:由反应浸渗法制备的Si-SiC-ZrB_2复合涂层结构致密,无裂纹,具有良好的抗氧化性能;在1500℃空气条件下循环氧化3次(48h)后,未发现石墨基体被氧化的痕迹,试样质量仅增加0.84%;氧化试验后的涂层由两部分组成,即含有ZrO_2、ZrSiO_4的氧化层以及致密的Si-SiC-ZrB_2涂层。     

纳米二氧化硅浓缩浆在涂料中的应用研究

探讨了Nanos4000-2纳米二氧化硅浓缩浆在涂料中的添加工艺,分析了Nanos4000-2纳米二氧化硅浓缩浆对环氧涂料、聚氨酯涂料性能的影响.研究表明:Nanos4000-2纳米二氧化硅浓缩浆通过前添加研磨工艺加入环氧涂料、聚氨酯涂料中能达到完全分散的状态;采用Nanos4000-2纳米二氧化硅浓缩浆改性后的环氧涂层防腐蚀性有明显提升;用其改性后的聚氨酯涂层的耐老化性、耐磨性、硬度及表面接触角均有所提高,涂层光泽变化不大.