反应烧结碳化硅的显微组织气孔率及电阻率

研究了反应烧结碳化硅及随后经１６５０℃和１８００℃除硅处理后,材料的显微组织与电阻率之间的关系。反应烧结碳化硅显微组织中有约２０％的游离硅存在,气孔率极低,电阻率也很低。     

添加元素对反应烧结碳化硅导电特性的影响

研究了Ni、Mo和Al元素对反应烧结碳化硅导电特性的影响．试样通过室温、高温电阻率的测定和显微组织分析，可知在室温与高温下，加入Ni、Mo和Al均可明显降低反应烧结碳化硅的电阻率，随着Ni、Mo和Al加入量的增加，碳化硅的室温电阻率也下降．其中，Ni、Mo对反应烧结碳化硅电阻率的影响比Al大．在烧结过程中，Ni、Mo分别与液态Si反应，并在碳化硅粒子界面处生成Ni     

SiCp/ZL201复合材料切削加工性能研究

用硬质合金YG6和高速钢W18Cr4V为切削刀具,研究了碳化硅颗粒增强ZL201复合材料中的碳化硅颗粒含量及其尺寸等参数对切削加工性能的影响。试验结果表明:碳化硅颗粒尺寸越大、碳化硅含量越多,对刀具的磨损速度越快;在相同材料、相同切削条件下,高速钢比硬质合金刀具磨损速度快;碳化硅颗粒粗大,加工工件表面粗糙度大,且随颗粒含量的增加而增大,而碳化硅颗粒细小时,加工表面粗糙度较小,且随着颗粒含量的增加而减小。探讨了刀具磨损机理,认为复合材料对刀具的磨损属磨粒磨损。     

Y-TZP纳米陶瓷的制备、结构及力学性能

采用沉淀法制备的Y-TZP纳米粉体经冷压成型后烧结成Y-TZP纳米陶瓷.结果表明,Y-TZP纳米陶瓷的密度随着烧结温度的升高和烧结时间的延长而增大,但随成型压力和初始粉体颗粒的增大而减小.而陶瓷平均晶粒尺寸随成型压力的增大和烧结时间延长而长大.烧结过程中大量单斜相ZrO2生成改变了Y-TZP纳米陶瓷的烧结行为和微结构.采用无压烧结获得了相对密度为98%、平均晶粒尺寸为60 nm的Y-TZP纳米陶瓷.Y-TZP纳米陶瓷的显微硬度主要取决于陶瓷的相对密度、相结构和晶粒尺寸,即陶瓷的四方相质量分数越高,相对密度越大,晶粒尺寸越小,则显微硬度越高.     

600碳化硅陶瓷的粉末注射成形及其导电特性

研究了碳化硅陶瓷的粉末注射成形工艺,分析了成形工艺及烧结助剂对其显微组织及力学性能的影响,探索了粉末注射成形碳化硅陶瓷的导电特性。以碳化硅为助剂的固相烧结温度为2100℃,脱脂坯烧结后具有最高的真实密度（3.12g/cm3）,相对密度达97.5%,烧结后试样由固相碳化硅组成,XRD及TEM能谱分析表明试样内部无残余氧化硅,制品晶粒平均尺寸小于1μm,室温弯曲强度达345MPa。采用直流电流电压测试方法,测定了粉末注射成形方法制得的SiC陶瓷在室温至800℃范围内的直流电导率。     

碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷. 分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律. 结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV 2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa.     

钐掺杂氧化锌陶瓷的晶体结构和电磁特性

以ZnO,Sm2O3粉体为原料,采用常压固相烧结法,通过优化烧结工艺,制备出平整、组织均匀、致密的Zn1-xSmxO(x=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)陶瓷样品.多晶X射线衍射分析结果表明:当Sm2O3的掺杂量x≥0.04时,过量或堆积的Sm与ZnO结合生成了锌钐尖晶石相ZnSm2O4.特别研究了样品Zn0.97Sm0.03O的表面形貌与成型压力之间的关系和晶粒尺寸、相对密度、电阻率随烧结温度的变化关系.结果表明:成型压力为5 MPa时样品缺陷最少,当烧结温度为1 300℃时,用四探针测试仪测得样品电阻率的最小值为4.78×10-2Ω.cm,用阿基米德排水法测得样品的相对密度超过95%;用振动样品磁强计(VSM)测量陶瓷样品磁化强度与磁场强度之间的关系,表明样品在室温下均呈现顺磁行为.     

3C-SiC纳米粉烧结制备多孔碳化硅的研究

研究了用3C-SiC纳米粉末压制成坯后烧结制备多孔碳化硅的温度和时间工艺参数，采用扫描电子显微镜(SEM)分析了烧结温度和时间对烧结样品平均孔径尺寸的影响，采用X射线衍射(XRD)分析了烧结样品的结构。研究结果表明，在100kPa压力的氩气气氛中和1600℃4h 30min～4h50min的烧结条件下，烧结样品的主要结构是3C-SiC，其他晶型基本消失；烧结样品具有大量的纳米孔，其平均孔径约为80～90nm。     

微孔碳化硅过滤材料的研究

研究了分别用锯末、碳粉和石油焦粉作为造孔剂，制备了氧化物结合碳化硅微孔陶瓷的工艺，并讲座了制备工艺与性能的关系，研究结果表明，碳硅颗粒通过莫来石结合成基本相,随着造孔剂质量分数的增加，材料的孔率增加，抗弯强度下降，而减小毛坯成型压力与增加造孔剂具有同样的效果，此外，增加氧化物结合剂的加入量和使用较细的碳化硅颗粒，会提高微孔陶瓷的强度，通过工优化，制备了满足使用要求的微孔碳化硅过滤材料。     

固相烧结多孔碳化硅的光致发光及电阻率

碳化硅粉末经压制成型后，在高温常压下固相烧结制成多孔碳化硅样品。用紫外激光对样品激发，样品的光致发光谱在低温下在2．02eV位置出现一发光主峰，在2．13eV位置出现一微弱肩峰；在室温下发光峰位置有所蓝移。样品的电阻率随着烧结温度的上升而上升，随着成型压力的升高而降低。发光来自缺陷态。     

Purity of SiC powders fabricated by coat-mix

Silicon carbide powders were synthesized by the coat-mix process, with phenolic resin and silicon powders as starting materials. The effects of synthetic conditions, including sintering temperature and the molar ratio of resin-derived carbon to silicon on the composition and the purity of the resultant powders were investigated. The results show that a higher sintering temperature and an appropriate molar ratio of resin-derived carbon to silicon are favorable for producing high purity silicon carbide powders. It is found that the silicon carbide content increases slightly with increasing the sintering temperature during the solid-solid reaction. The temperature gradient plays an important role on this trend. When the sintering temperature is raised up to 1500℃, the formation of silicon earbide is based on the liquid-solid reaction, and high purity (99.8wt%) silicon carbide powders can easily be obtained. It can also be found that the optimum molar ratio of resin-derived carbon to silicon is 1:1.     

碳化硅制品的成型性能

以不同粒度的α - SiC为原料,通过配比试验、生坯成型方法的对比、成型后碳化硅制品的生坯性能分析,研究了不同粘结剂、不同成型压力与保压时间、不同成型方法对碳化硅制品的密度、气孔率、抗折强度的影响结果表明,水溶性粘结剂的粘结性能低于醇溶性粘结剂,但水溶性的最佳添加量低于醇溶性粘结剂成型方法中冷等静压的成型密度和抗折强度最大,气孔率最低同时无论使用何种成型方法,制品的密度随压力变化都具有一定的规律性     

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。     

碳化硅纳米管几何结构和应变能的理论研究

本文采用密度泛函方法研究了碳化硅纳米管的几何结构和相对于3C-SiC的应变能。研究结果表明：1）碳化硅纳米管中的碳原子和硅原子分布在不同直径的两个圆柱面上，碳原子所在圆柱面的直径比硅原子的大，随着纳米管直径的增加这两个圆柱面的直径差别减小；2）在椅型和锯齿型碳化硅纳米管中均存在着长度不相等的两种共价键，随着纳米管直径的增加这两种共价键的键长趋于一致；3）碳化硅纳米管相对于3C-SiC的应变能均大于0．6eV，因此它是一种亚稳态，在适当的条件下有可能合成单壁碳化硅纳米管，但是其结构比较容易向闪锌矿结构转变．     

碳化硅颗粒级配优化的理论与实验研究

运用堆积颗粒的颗粒级配优化模型,计算了碳化硅制品工业生产中使用原料常用的3种粒径的最优配比,同时通过3种粒径碳化硅颗粒的粉体堆积密度和压实密度的实验,获得了最优堆积密度和压实密度,对比验证了理论模型的计算结果。实验结果表明不同颗粒级配的堆积密度和压实密度的最优配比,与最优理论模型基本相符合。实验研究发现当粗中细3种颗粒粒度的最优化配比百分数为:63∶9.7∶26.8时,粉体自由堆积密度与压实密度达到最大。     

反应键合B4C–SiC复合材料的组织和力学性能

Reaction-bonded B₄C–SiC composites are highly promising materials for numerous advanced technological applications. However, their microstructure evolution mechanism remains unclear. Herein, B₄C–SiC composites were fabricated through the Si-melt infiltration process. The influences of the sintering time and the B₄C content on the mechanical properties, microstructure, and phase evolution were investigated. X-ray diffraction results showed the presence of SiC, boron silicon, boron silicon carbide, and boron carbide. Scanning electron microscopy results showed that with the increase in the boron carbide content, the Si content decreased and the unreacted B₄C amount increased when the sintering temperature reached 1650°C and the sintering time reached 1 h. The unreacted B₄C diminished with increasing sintering time and temperature when B₄C content was lower than 35wt%. Further microstructure analysis showed a transition area between B₄C and Si, with the C content marginally higher than in the Si area. This indicates that after the silicon infiltration, the diffusion mechanism was the primary sintering mechanism of the composites. As the diffusion process progressed, the hardness increased. The maximum values of the Vickers hardness, flexural strength, and fracture toughness of the reaction-bonded B₄C–SiC ceramic composite with 12wt% B₄C content sintered at 1600°C for 0.5 h were about HV 2400, 330 MPa, and 5.2 MPa·m0.5, respectively.     

碳化钨基硬质合金的制备与力学性能研究

在碳化钨粉末中加入一定量的钴、碳化钽以及碳化铪,经过混料、球磨、冷压成型和热压烧结等步骤制备出硬质合金试样。利用1 000 N维式显微硬度计、三点弯曲试验、XJJ-5冲击试验机以及扫描电镜分别对试样硬度、抗弯强度、冲击韧性以及试样的微观形貌进行了研究,并对试样力学性能的提高机理进行了探讨。结果表明,碳化铪的加入可有效改善烧结质量,细化晶粒,改善试样力学性能。碳化铪质量分数为2%的试样力学性能最好。     

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     

电致发热SiC多孔陶瓷导电性能研究

研究了Al，B和Zr元素对电致发热多孔碳化硅陶瓷导电性的影响。室温电阻率测定表明，加入Al，B和Zr都可显著降低电致发热多孔碳化硅陶瓷的电阻率，随着Al，B和Zr加入量的增加，试样的室温电阻率下降。讨论了Al，B和Zr在碳化硅中的存在形式，并分析了试样的导电机理。     

烧结温度和粒度分布对多孔氧化硅陶瓷型芯材料性能的影响

采用热压注法制备了纯氧化硅多孔陶瓷型芯材料样品, 研究了烧结温度和陶瓷粉末粒度分布对陶瓷材料烧结后的组织和性能的影响. 结果表明, 随着烧结温度的升高, 样品的气孔率逐步降低, 室温和高温抗弯强度均相应提高. 当烧结温度为1 200°C时, 烧结收缩率为2.75%, 气孔率为24.69%, 室温抗弯强度达到25.3 MPa, 高温抗弯强度达到44.23 MPa; 当烧结温度超过1 200°C时, 室温和高温抗弯强度均明显降低, 而收缩率和气孔率变化不明显. 通过样品断口形貌和相应物相分析发现, 不同烧结温度下样品致密度和方石英含量的不同是造成陶瓷型芯室温和高温抗弯强度变化的主要原因, 而粒度分布能够显著影响型芯材料的气孔率、收缩率和抗弯强度. 在本实验中, 具有如下粒度分布的型芯材料的综合性能最佳: 10 μm以下约为25.33%, 10∽30 μm约为38.16%, 30∽50 μm约为28.74%, 50 μm以上约为7.77%, 最大粒径不超过95 μm.