PCRBSC材料的原位凝固成型制备

依据淀粉颗粒的水中润胀吸水，在加热时产生糊化的特性，实现了一种新的陶瓷原位凝固成型方法。在固相含量接近50％(体积分数)的SiC陶瓷料浆中引入约3％(质量分数)的淀粉，用水溶加热的方法可以原位凝固成型各种形态的SiC陶瓷部件，获得致密、均匀的PCRBSC和RBSC坯体。经真空渗硅，制备出微现结构均匀，性能良好的SiC材料。     

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     

以淀粉为填充剂的碳坯渗硅制备反应烧结碳化硅陶瓷

探索了一条高性能RBSC低成本制造的新途径,本研究以石油焦粉为碳质原料制坯,玉米淀粉为填充剂调整碳坯的密度,纯碳素坯经高温渗硅得到密度为3.12g/cm³,强度为580MPa的反应烧结碳化硅陶瓷.研究结果表明掺加淀粉后素坯中含有更多的微孔,烧结体晶粒平均尺寸为2-4μm,晶粒细化是材料性能比传统RBSC材料高的原因.     

改性SiC粉制备高固相含量SiC/炭黑料浆的研究

利用淀粉原位凝固成型技术可制备具有形状精度高、致密、均匀的各种复杂形状的陶瓷坯体 ,高固相含量、低粘度料浆的制备是淀粉原位凝固成型工艺的关键技术。通过对 Si C粉进行表面包覆改性和选用合适的分散剂对炭黑粉进行有效分散的方法 ,成功制备固相体积分数达 6 3%、表观粘度为 6 6 3m Pa· s的改性 Si C/炭黑稳定料浆。并研究了分散剂用量、料浆 p H值、体系固相体积分数对料浆流变性的影响。     

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。     

淀粉原位凝固成型纯碳反应烧结碳化硅坯体的研究

研究了一种新的陶瓷原位凝固成型方法，其原理是依据淀粉颗粒在水中润胀吸水，在加热时产生糊化的特性。在固相体积分数接近50％的碳粉料浆中引入约3％质量分数的淀粉，用水浴加热期化的方法即可原位凝固成型各种形状的陶瓷部件，获得致密、均匀的坯体。研究了淀粉-碳粉料浆的流变学特性，单纯淀粉呈现膨胀型流动，含淀粉的碳粉料浆悬浮液的表观粘度随淀粉的加入量的增加而提高。料浆中淀粉的加入量应控制在原料干基质量的1％-5％范围内，料浆分散条件为中性。研究了淀粉原位凝固成型的机理以及对素坯结构的影响。     

分散剂对改性SiC料浆流变性的影响

研究了分散剂对1种有机包覆改性SiC粉水基分散料浆的流变特性的影响.结果表明,分散剂的种类,用量对料浆的Zeta电位、粘度、触变性均有较大的影响.分散剂四甲基氢氧化铵比聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠更为有效.当四甲基氢氧化铵的量为0.8%(质量分数)时,可使改性SiC微粉的Zeta电位绝对值提高30 mV,在剪切速率为80 r/min时,料浆粘度为166.5 mPa·s(55%,体积分数,下同),触变性降低.由此制得了固相含量为60%、低粘度的SiC陶瓷料浆.     

有机包覆改性SiC粉体水基分散稳定机制的研究

通过硅烷偶联剂处理以及丙烯酰胺单体在其颗粒表面上的接枝聚合对 Si C微粉进行表面改性 ,获得了在酸碱条件下均可水基稳定分散的有机包覆改性 Si C粉体 ,制备出固相体积分数≥ 5 0 %、表观粘度在 1Pa· s以下、稳定性好的Si C料浆。以 FTIR光谱、离子电导率、Zeta电位的测试结果来表征改性前后粉体表面物质的化学组成和 Si C颗粒的胶体行为 ,以料浆粘度和流动特性来表征改性对 Si C粉体分散性的影响 ,从而进一步分析有机包覆改性 Si C粉体水基分散的稳定机制。结果表明 :聚丙烯酰胺高分子链产生的空间位阻和 Si C颗粒表面的静电效应是料浆稳定分散的重要原因。     

pH值对包覆改性SiC料浆分散特性和流变性的影响

通过zeta电位、沉降实验、流变特性、粘度等测试表征pH值对包覆改性SiC料浆分散特性和流变性的影响。研究表明:以偶联剂作为基础层,有机聚电解质作为分散功能层的有机包覆改性SiC粉体主要通过静电空间位阻效应实现稳定分散,调节pH值可以控制接枝聚合物水解产物的解离方式,从而改变了颗粒表面的电荷种类和电荷密度,包覆改性粉体的流动特性也发生变化。调整料浆pH值约11可制备出固相体积分数达56％、表观粘度为568 MPa·s的稳定料浆。     

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