工艺参数对反应烧结碳化硅导电性的影响

对碳化硅颗粒尺寸,工艺参数与反应烧结碳化硅导电性的关系进行了研究,试验结果表明,随着碳化硅颗粒尺寸的减小,生坯成型压力增加,烧结气氛压力增大,碳化硅电阻率也增大,且烧结温度对电阻率的影响不大,同时,对不同烧结工艺下显微结构与电阻率的关系进行了分析讨论。     

真空碳热还原过程中二氧化硅的挥发行为

为了解在真空碳热还原过程中SiO2的还原特性以及还原过程中的主要影响因素,对二氧化硅的还原过程进行热力学分析,得出化学反应自由能和临界温度。在系统压力为2~200 Pa条件下,以分析纯SiO2和Fe2O3为原料,采用XRD,SEM,EDS和化学成分分析等手段,研究Fe/Si摩尔比、配碳量、反应时间、还原剂粒度和升温速率对硅的挥发率和还原反应速率的影响。实验结果表明:在100 Pa条件下,SiO2的临界反应温度为1 330~1 427 K。SiO2发生气化反应生成的SiO气体挥发至石墨冷凝系统歧化生成Si和SiO2,造成硅的损失,且有部分SiO气体和石墨反应生成SiC;增大Fe/Si摩尔比和配碳量以及减小还原剂粒度均降低了硅的挥发率,提高了SiO2还原反应速率;延长反应时间和提高升温速率增加了硅的挥发率。     

微波辅助碳热还原法制备碳化硅粉体

基于碳热还原法制备碳化硅的原理,针对该方法合成成本高,反应时间长,所用设备昂贵,合成条件苛刻等缺陷．利用微波的良好加热性能,采用微波辅助碳热还原法制取碳化硅粉体．经实验表明,最优条件为：锌粉作催化剂,碳硅原子比为4：1,微波功率800W,微波时间30min．该方法制备的碳化硅为3C—SiC晶型,晶粒粒径相对较小．微波辅助碳热还原法具有成本低、产量大、反应时间短、尺寸相对较小,具有工业化应用的前景．     

微型涡轮发动机设计与制造的若干关键技术

分析了微型涡轮发动机不同于宏观尺度的流动和燃烧特性(低雷诺数Re、高马赫数M、高库埃特Couette数和低毕渥Biot数的流动，极小空间超高燃烧负荷率的燃烧)。提出了在微尺度和超高转速条件下，传统的流体动力润滑理论所存在的局限性；研究了利用边界滑移实现微尺度条件下气体动力润滑轴承实现超高转速的可性。基于碳化硅材料在MEMS高温高强度条件下的应用前景，提出将硅基蚀刻与传统的碳化硅反应烧结和磨削加工等工艺进行结合，实现微型涡轮发动机碳化硅材料微细结构的机械加工。     

甘氨酸-硝酸盐法合成纳米YSZ微粉及其性能

用甘氨酸-硝酸盐法合成了纳米级钇稳定化氧化锆（YS Z）微粉. 用粉末X射线衍射方法对合成产物和煅烧粉体进行物相分析, 并计算了YSZ合成粉 体的平均晶粒尺寸. 用热膨胀仪和交流阻抗谱分别研究了合成原粉的烧结收缩率和烧结样品 的电学性能. 研究结果表明, 当金属离子与甘氨酸的摩尔比为1∶2时, 用甘氨酸-硝酸盐 法可直接合成纳米级YSZ微粉, 600 ℃和1 000 ℃煅烧粉体的平均晶粒尺寸分别为9.8 5和40.5 nm. 经1 000 ℃预烧的YSZ样品的烧结性能明显高于1 200 ℃预烧YSZ样品. YSZ样 品在1 400 ℃烧结6 h的相对密度分别为99.3%和98.6%, 烧结温度范围为1 400~1 450 ℃ . 经1 450 ℃烧结后的样品在850 ℃时电导率分别为0.037和0.021 S/cm.     

机械合金化改善反应合成Ti3SiC2的条件

为改善Ti3SiC2的合成条件，利用机械合金化的方法处理原料粉末，并与通常采用的原始粉末直接混合粉末进行比较分析。结果表明，机械合金化有助于合成Ti3SiC2。根据DTA曲线确定合理的烧结工艺，对合成产物进行的XRD、断口的SEM以及EDAX分析，进一步证实了机械合金化粉末可以在较低的温度下(温度降低25℃)、较短的时间(时间缩短20％)内通过反应合成得到Ti3SiC2。     

低压烧结制备石墨烯增强WC-Co硬质合金

采用机械搅拌和静电吸附2种工艺制备氧化石墨烯增强WC-Co复合粉末,对复合粉末的微观形貌进行表征,并利用低压烧结工艺制备石墨烯增强WC-Co硬质合金,对硬质合金力学性能进行测试分析。静电吸附工艺和低压烧结相结合所制备的石墨烯增强WC-Co硬质合金抗弯强度和维氏硬度分别为3 250 MPa和1 846,比不添加石墨烯的WC-Co硬质合金抗弯强度和硬度分别提高了38.92%和7.93%;比机械搅拌工艺和低压烧结相结合所制备的石墨烯增强WC-Co硬质合金抗弯强度提高了8.33%,硬度略有提高。石墨烯通过静电吸附工艺均匀地分散在WC-Co基体中,高温烧结时通过阻碍晶界的扩散和位错的滑移来细化晶粒,有裂纹产生时会阻碍裂纹扩展,从而增强材料力学性能。     

化学共沉淀法制备β-磷酸三钙的条件研究

对化学共沉淀法制备β-磷酸三钙的工艺条件进行了系统研究.采用正交实验,将产物分子中钙磷原子的摩尔比即n(Ca)/n(P)作为控制指标,对影响该指标的4个要素在4个水平上进行考察,并对实验数据进行了直观分析.结果表明,当控制反应物的钙磷源配比为1.50、pH值为11、反应温度为25℃、反应时间为3 h时,制得的β-磷酸三钙纯度最高,并用化学分析法和XRD进一步确证了实验结果.     

铁基粉末的恒流电致快速烧结

采用恒流电致烧结方法对铁基混合粉末进行了快速烧结,通过对不同通电时间烧结样品的显微组织、断口形貌进行分析,并对其电阻、密度及各项机械性能进行测试,研究了粉末的电致烧结行为.结果表明：在较低的测量温度下,粉末中出现了烧结颈,并发生了铁-碳的互扩散,且颗粒界面有局部熔化的迹象,证实电致烧结初期在颗粒接触区域存在局部高温;随着烧结过程的进行,烧结体的密度、横向断裂强度和显微维氏硬度均呈上升趋势,电阻则逐渐降低.     

溶胶-凝胶工艺对SiC粉体形貌的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)和活性炭为原料,采用溶胶-凝胶法制备SiC前驱体,经1 400~1 600℃高温碳热还原反应合成了纯度较高的-βSiC粉体,这种粉体是由颗粒和晶须组成的混合物.通过前驱体的热重(TG)-差热(DSC)曲线分析了前驱体的热分解过程,通过X射线衍射(XRD)曲线分析了不同合成温度下的产物组织结构,并研究了无水乙醇(EtOH)与正硅酸乙酯的体积比和氨水浓度对产物形貌的影响,初步探讨了SiC颗粒和晶须的形成机理.     

Rapid recovery of polycrystalline silicon from kerf loss slurry using double-layer organic solvent sedimentation method

The rapid development of photovoltaic (PV) industries has led to a shortage of silicon feedstock. However, more than 40% silicon goes into slurry wastes due to the kerf loss in the wafer slicing process. To effectively recycle polycrystalline silicon from the kerf loss slurry, an innovative double-layer organic solvent sedimentation process was presented in the paper. The sedimentation velocities of Si and SiC particles in some organic solvents were investigated. Considering the polarity, viscosity, and density of solvents, the chloroepoxy propane and carbon tetrachloride were selected to separate Si and SiC particles. It is found that Si and SiC particles in the slurry waste can be successfully separated by the double-layer organic solvent sedimentation method, which can greatly reduce the sedimentation time and improve the purity of obtained Si-rich and SiC-rich powders. The obtained Si-rich powders consist of 95.04% Si, and the cast Si ingot has 99.06% Si.     

石墨与硅之比对石墨铝硅复合材料综合性能的影响

研究了石墨与硅之比对石墨铝硅复合材料综合性能的影响．解决了石墨颗粒直接加入铝硅熔体中的难点,并基本解决了石墨加入的均匀性问题．研究表明：石墨与硅生成一定量的ＳｉＣ,对提高石墨铝硅的高温抗拉强度十分有利;石墨与铝生成Ａｌ４Ｃ３有利于石墨在铝硅熔体中的均匀分布;生成Ａｌ４Ｃ３的量不宜过多,不能给石墨与硅生成碳化硅的比例带来影响．否则,会引起材料的性能下降     

氧化物结合碳化硅复合材料的研究

通过对氧化物结合碳化硅复合材料中添加的氧化物种类和数量，以及烧结温度、试样尺寸的分析发现：氧化钙的加入有利于试样抗弯强度的提高；氧化硅的质量分数为0.5%时试样抗弯强度最高，达42.3MPa；最高烧结温度为1530℃时试样无晶粒长大现象，抗弯强度较高；试样的强度有明显的尺寸效应，尺寸越大，既试样的有效体积越大，则试样的断裂概率越大，抗弯强度越低。     

Conversion of silicon carbide to crystalline diamond-structured carbon at ambient pressure

Synthetic diamond is formed commercially using high-pressure, chemical-vapour-deposition and shock-wave processes, but these approaches have serious limitations owing to low production volumes and high costs. Recently suggested alternative methods of diamond growth include plasma activation, high pressures, exotic precursors or explosive mixtures, but they suffer from very low yield and are intrinsically limited to small volumes or thin films. Here we report the synthesis of nano- and micro-crystalline diamond-structured carbon, with cubic and hexagonal structure, by extracting silicon from silicon carbide in chlorine-containing gases at ambient pressure and temperatures not exceeding 1,000 degrees C. The presence of hydrogen in the gas mixture leads to a stable conversion of silicon carbide to diamond-structured carbon with an average crystallite size ranging from 5 to 10 nanometres. The linear reaction kinetics allows transformation to any depth, so that the whole silicon carbide sample can be converted to carbon. Nanocrystalline coatings of diamond-structured carbon produced by this route show promising mechanical properties, with hardness values in excess of 50 GPa and Young's moduli up to 800 GPa. Our approach should be applicable to large-scale production of crystalline diamond-structured carbon.     

重结晶碳化硅制品等静压成型研究

传统的重结晶碳化硅制品成型方式,以干压成型、注浆成型、可塑成型为主,研究了重结晶碳化硅制品的等静压成型工艺。等静压成型重结晶制品,是将重结晶碳化硅制品的原料:50~200μm的碳化硅粒度砂和5~20μm的碳化硅微粉按一定比例,加上粘结性较强的水溶性纤维素和聚乙烯醇,加入成型模具,利用等静压机成型出密度高、强度大的重结晶碳化硅制品素坯。通过实验、测试分析、结果讨论,研究了成型压力、保压时间以及粘结剂含量对碳化硅制品素坯密度、强度和素坯和成品的微观结构的影响。通过扫描电镜分析:等静压成型的重结晶碳化硅制品的素坯和烧成品,致密度高,坯体中很少有气孔。研究结果还表明:随着成型压力增大,密度也不断增大,最佳成型压力为200 MPa;保压时间的长短,对素坯密度、强度也有影响,最佳保压时间为160 s,实验选用粘结剂最佳含量为2%.与传统成型方法相比,冷等静压成型所得的素坯和成品强度大、密度高、坯体均匀。     

A Novel Process for Synthesis of Ultrafine BaTiO3 Powders

A novel process termed low-temperature combustion-synthesis (LCS) of Ba(NO3)-TiO-C6H8O7H2O system was investigated at the initial temperature of 600℃ and ultrafine BaTiO3 powders with a particle size of 200€?350nm were prepared. It was found that the molar ratio of NO/citric acid and the homogeneity of combustion have remarkable effect on the characteristics of the powder. The reaction mechanism of LCS BaTiO3 powders was proposed on the basis of thermodynamic analysis.     

微通道内甲醇重整反应的LB方法

利用格子Boltzmann方法对微通道内甲醇水蒸汽重整制氢反应过程进行模拟,建立了双速率动力学平行反应机理的格子演化模型。分析了边界温度和进口流速的变化对甲醇转化率,氢气和一氧化碳的出口含量以及通道中的最大温差的影响。当边界温度和进口速度一定时,分析了整个反应过程中各组分的变化情况。结果表明,在水醇比,边界温度以及进口速度分别为1.3、523 K、0.1 m/s的情况下:甲醇出口转化率最高达94.36%;氢气的含量为0.0989;CO的含量为0.0095%。发现随边界温度升高,进口流速的减小,CO的含量会进一步增加。     

Synthesis and characterization of Cr2AlC with nanolaminated particles

In this work, we reported the large-scale and low cost synthesis of high purity Cr2 AlC powders with nanolaminated particles by pressureless sintering. The chemical reactions involved in synthesizing Cr2 AlC had been studied and discussed. The results showed that the Al contents in the starting materials and sintering temperatures had significant effects on the synthesis and purity of Cr2 AlC. The obtained high purity Cr2 AlC powders were stable up to at least 1400 °C. The Cr2 AlC powders consisted of nanolaminated particles, the size of which was tunable by adjusting sintering time. The present synthesized nanolaminated Cr2 AlC powders would be an excellent reinforcement material for metal matrix composites.     

原位生成TiB2/Cu复合材料的研究

通过对Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ粉末在机械合金和烧结过程中结构变化的分析,研究了Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ体系原侠生成ＴｉＢ２的热力学和动力学,并建立了反应生成ＴｉＢ２的微观反应机制。结果表明：在Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ混合粉末机械合金化的后期及Ｃｕ（Ｂ,Ｔｉ）粉末加热烧结的前期有ＴｉＣｕ３生成;机械合金化的时间对ＴｉＣｕ３生成的开始温度及温度区间有一定的影响。随机械合金化时间的延长,生成ＴｉＣｕ３的开始温度及温度区间都几低温移动     

稀土氧化物对液相烧结碳化硅的影响

采用AIN-稀土氧化物系统烧结助剂,通过液相烧结制备了碳化硅陶瓷．研究了不同稀土氧化物对烧结行为、烧结体显微结构和力学性能的影响．结果表明：Nd2O3-A1N,La2O3-A1N系统烧结失重较大,无法达到完全致密．Y203-A1N或AIN-Nd203-Y2O3,A1N-La203-Y20。系统可以在较低的温度下实现致密化;所有样品的晶粒细小,尺寸为1-2μm,无异常长大现象;在烧结体中除有高温烧结液相之外,还形成了稀土硅铝酸盐新相;致密的碳化硅陶瓷烧结体不但具有高硬度,而且断裂韧性高达6-8MPa·m^1/2