Sialon/SiC复相材料的组织与性能

研究了利用粘土、SiC为主要原料,直接合成的Sialon/SiC复相耐火材料的相组成和显微组织,并研究了材料中Sialon含量对复相材料的密度、抗折强度、耐压强度和热震稳定性的影响·结果表明,复相材料的抗折强度和耐压强度均随Sialon相含量的增加而增加,最大抗折强度为876MPa,最大耐压强度为193MPa;材料的体积密度随材料中Al2O3残余相含量的增加而增加,材料的最大体积密度为265g/cm3;材料的热震稳定性随Sialon相含量的增加而下降;材料的显微组织为Sialon和Al2O3形成的连续基质相包裹着SiC颗粒的显微复合组织·     

1 300℃下MoSi2/SiC复合材料氧化性能研究

对直接浸渗法制备MoSi2/SiC复合材料在1 300℃下的氧化试样的质量变化进行了研究.观察与分析了氧化层的形貌和相组成.结果表明,复合材料在该温度下保温时间较短时其氧化模式为硅、钼同时氧化,复合材料表现为失重,形成的氧化层结构疏松,存在大量气孔;保温时间较长时氧化模式为硅的选择性氧化,材料表面形成致密的SiO2氧化层,复合材料表现为增重.同时复合材料的抗氧化性与材料的孔隙率和SiC颗粒大小有关,孔隙率越高,SiC颗粒越小,抗氧化性越差.研究表明MoSi2/SiC复合材料可用作1 300℃下的抗氧化材料.     

Sialon相的Z值对Sialon/刚玉复合材料组织和性能的影响

研究了一步工艺合成Sialon/刚玉复合材料中Sialon相Z值的控制,以及SialonZ值对Sialon/刚玉复合材料的机械强度、抗热震性、抗化学侵蚀性、抗氧化性和显微组织的影响规律·结果表明:Sialon/刚玉复合材料随着材料中Sialon相Z值的升高,材料的强度降低,热震稳定性下降,抗氧化性提高,抗化学侵蚀性得到显著改善,Sialon柱状晶体尺寸增大;Sialon相Z值选择在3时该材料能够获得优良的抗氧化性和抗侵蚀性并均衡得到适宜的强度和热震稳定性·     

高岭土碳热还原氮化制备Sialon粉末的反应过程研究

以高岭土为原料，采用碳热还原氮化法合成了Sialon粉末．通过对产物物相组成分析，探讨了合成Sialon粉末的反应过程，并对可能发生的不利于Sialon粉末合成的部分反应进行了热力学分析．研究表明：反应条件对产物组成有显著影响．氮气流量小，产物中有SiC生成；反应温度低、时间短将有莫来石相存在；温度过高或时间太长则产生A1N多型体和Si3N4相；只有足够的氮气流量、适宜的温度和反应时间才有利于Sialon的合成．     

复相α/β-Sialon的合成及其烧结研究

通过-αSialon原料中加入Si,Al,Al2O3,在流动N2气氛中烧结,生成复相α/-βSialon材料.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对不同烧结温度试样的晶型、微观形貌进行了表征.主要探讨了不同的烧结温度对试样的耐压强度和体积密度的影响.结果表明:1 500℃材料烧结时,能制备出致密、耐压强度高的复相α/-βSialon材料.     

Si3N4/AlN对Sialon/刚玉复合材料组织和性能的影响

以棕刚玉,Al,Si,Al2O3为原料,利用一步工艺合成了Sialon/刚玉复合材料·研究了Si3N4/AlN复合添加剂对复合材料组织、性能以及复合材料中N含量的影响·研究结果表明:材料中N含量随着Si3N4/AlN复合添加剂的增加而增加,材料的强度随着Si3N4/AlN复合添加剂的增加呈现出先升高后降低的变化趋势;当氮化温度超过1330℃,氮化时间超过8h后,添加Si3N4/AlN的材料中N含量基本上达到饱和值,添加Si3N4/AlN可以降低Sialon相的合成温度;1230～1280℃是一个重要的前期氮化温度,添加Si3N4/AlN的材料在该温度可完成整个氮化反应的94 2%,早期对Al,...     

高岭土原位碳热还原制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料的研究

详细介绍了利用高岭土通过原位反应及热压烧结制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料.探索了以天然矿物高岭土,碳作为原材料,低成本合成制备高性能Al2O3/SiC复相陶瓷的新方法.首先,在原位碳热还原反应中,高岭土和碳在流动氩气氛中合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷粉,对合成反应的热力学过程进行理论分析和实验研究,对合成的Al2O3/SiC复相陶瓷粉进行了DTA和XRD分析,分析表明陶瓷粉的合成过程分两步,第一步是高岭土自身的脱水,第二步是SiO2被还原的过程及制备出Al2O3/SiC复相陶瓷粉.研究表明,最佳的粉末合成温度为1550℃;其次,Al2O3/SiC复相陶瓷粉通过热压烧结合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷,烧结助剂的添加有助于降低烧结温度.复相陶瓷抗弯强度达到420 MPa,相对密度达到98%,硬度HRA89.     

复相粘结磁体研究

研究了纳米晶Nd2Fe14B/Fe3B磁粉和铁氧体磁粉混合制备复相粘结磁体的复合效应·和稳定性的变化规律以及复合效应对复相粘结磁体密度研究了复相粘结磁体磁性能、温度系数βjHc和抗压强度的影响·结果表明,复合效应使复相粘结磁体的温度系数βjHc降低、复相粘结磁体的不可逆损失hirr减少,提高了复相粘结磁体的温度稳定性·铁氧体质量分数对100℃复相粘结磁体磁性能影响表明,剩余磁感Br和磁能积(BH)m下降,而内禀矫顽力jHc明显提高·复合效应对粘结磁体的磁性能和密度有明显的影响,而对复相粘结磁体的抗压强度影响不明显·     

Al_2O_3/SiC纳米陶瓷复合材料的制备及力学性能

采用一次粒径分别为10nm和15nm的αAl2O3和SiC粉体为原料,制备了Al2O3/SiC纳米陶瓷复合材料·纳米SiC颗粒明显抑制Al2O3基体晶粒的长大,SiC体积分数超过4%时,材料的断裂方式由沿晶断裂变为穿晶断裂·随SiC含量的增加,Al2O3/SiC纳米复合材料的硬度增大·材料的弯曲强度和断裂韧性在SiC体积分数为5%时达到最大值·最大三点弯曲强度和断裂韧性分别为641MPa和47MPam1/2,明显高于热压单相Al2O3陶瓷(344MPa和31MPam1/2)·复合材料的强化主要来源于内晶颗粒残余应力强化和晶粒细化...     

SiC/YAG陶瓷复合粉体的烧结行为和力学性能

研究了分别利用共沉淀法和机械混合法制备的两种SiC/(Al2O3+Y2O3)复合粉体的烧结行为、力学性能、YAG分布及相组成·结果表明,共沉淀法制备的复合材料YAG相分散均匀、反应完全、烧结致密化温度比机械混合方法低约100℃,并具有较高的强度和相对体积质量·在1750℃烧结30min,共沉淀法得到的SiC/YAG陶瓷相对体积质量为988%,抗弯强度为553MPa,硬度为239GPa·     

Microstructure and properties of SiC gradiently coated Cf/C composites prepared by a RCLD method

The SiC gradiently coated carbon fiber/carbon (C_f/C) composites were prepared by a two-step rapid chemical liquid deposition (RCLD) method. The microstructure and properties of the composites were investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy together with energy dispersive X-ray analysis, bending tests, and oxidation tests. The experimental results show that the surface layer of the composites is composed of SiC, pyrocarbon, and carbon fibers. Their inner area consists of pyrocarbon and carbon fibers. The SiC content gradiently decreases with increasing distance from the outer surface to the center of the composites. Furthermore, the thickness of the SiC layer increases with increasing tetraethylorthosilicate content and deposition time. SiC coatings have no significant influence on the bending strength of the composites. However, the oxidation resistance of the composites increases with increasing thickness of the SiC layer.     

纳米SiC对C/C复合材料石墨化与抗氧化性能的影响规律

本文制备纳米SiC基体改性的SiC-C/C复合材料,利用X射线衍射技术、高分辨率透射电镜等研究SiC对碳材料的石墨化度的影响.纳米SiC能够显著促进碳基体材料的石墨化度,同时通过高分辨率透射电镜在纳米SiC颗粒周围观测到明显的石墨化结构,并且距离SiC越近,碳基体的石墨化程度越高.通过静态氧化实验研究SiC-C/C复合材料的抗氧化性能.结果表明,随着SiC加入量的增加复合材料的抗氧化性显著提高,纳米SiC在高温下生成较为均匀的SiO2保护层,覆盖在碳材料的表面,阻碍氧气与碳材料的接触,并且SiC含量越高,形成的保护层越厚,抗氧化能力越强.     

高炉用SiC砖显微结构及其抗侵蚀特征

用显微分析手段对高炉用四种Ｓｉ３Ｎ４结合及Ｓｉａｌｏｎ结合的ＳｉＣ砖进行了分析观测,测定了四种样品的抗氧化,抗碱侵及抗渣侵的能力。发现ＳｉＣ耐火材料的抗侵蚀能力与其显微结构密切相关,结构越致密,ＳｉＣ砖的抗侵蚀能力越强,ＳｉＣ砖中胶结相的胶结力是其结构性能的关键,Ｓｉ３Ｎ４及Ｓｉａｌｏｎ的网状结构愈发育,砖体的抗侵蚀越强,测定分析了四种样品的碱侵蚀产物,发现“过剩氧”的存在是砖体碱侵破损的原因之一     

Microstructure and oxidation resistance of SiC–MoSi2 multi-phase coating for SiC coated C/C composites

In order to improve the anti-oxidation of C/C composites, a SiC–MoSi2multi-phase coating for SiC coated carbon/carbon composites(C/C)was prepared by low pressure chemical vapor deposition(LPCVD) using methyltrichlorosilane(MTS) as precursor, combined with slurry painting from MoSi2 powder. The phase composition and morphology were analyzed by scanning electron microscope(SEM) and X-ray diffraction(XRD) methods, and the deposition mechanism was discussed. The isothermal oxidation and thermal shock resistance were investigated in a furnace containing air environment at 1500 1C. The results show that the as-prepared SiC–MoSi2coating consists of MoSi2 particles as a dispersing phase and CVD–SiC as a continuous phase. The weight loss of the coated samples is 1.51% after oxidation at 1500 1C for 90 h, and 4.79% after 30 thermal cycles between 1500 1C and room temperature. The penetrable cracks and cavities in the coating served as the diffusion channel of oxygen, resulted in the oxidation of C/C composites, and led to the weight loss in oxidation.     

热压烧结C-SiC-B_4C复合材料组织与性能(Ⅱ):氧化行为

以C鳞片,SiC,B4C和TiO2为原料,在2000℃热压合成C-SiC-B4C-TiB2复合材料.研究复合材料在600~1400℃静态空气中的恒温氧化行为,利用TG/DTA研究复合材料氧化机理,利用XRD,SEM研究复合材料恒温氧化后表面相组成和氧化层剖面的显微结构.结果表明不同C鳞片含量的复合材料的氧化动力学曲线均为抛物线,氧化层可分成氧化膜和过渡层,C鳞片质量分数为20%的复合材料在1400℃时有很好的抗氧化自还原能力,表面生成致密的氧化膜,氧化膜的成分为未形成玻璃态的TiO2或SiO2.TiO2固溶体,组织形貌为枝条状.     

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.     

两步包埋法制备C/C复合材料SiC/Cr-Al-Si涂层研究

采用两步包埋法在碳/碳复合材料表面制备了SiC/Cr-Al-Si涂层.采用XRD、SEM和EDS分析了涂层的物相组成、微观结构及断面元素分布,测试了双涂层碳/碳复合材料试样在1 500℃静态空气中的抗氧化性能.结果表明:SiC/Cr-Al-Si涂层主要由SiC、AlCr2Si及Al4Si2C三相组成,厚度约为120μm,无穿透性裂纹;与一步包埋法所得SiC涂层相比,SiC/Cr-Al-Si涂层碳/碳复合材料试样的抗氧化性能有所提高,该涂层试样氧化12 h后的失重不超过5%.两步包埋法所得SiC/Cr-Al-Si涂层表面存在微裂纹,并且包埋过程易于使Cr-Al-Si合金成分扩散到SiC涂层内部,从而无法形成内SiC涂层、外Cr-Al-Si涂层的双层涂层结构,降低了Cr-Al-Si合金涂层对C/C复合材料基体的高温氧化保护效果.     

氮化物结合耐火材料与氧化物耐火材料的抗侵蚀性能研究

比较了Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ，Ｓｉａｌｏｎ结合刚玉，ＡｌＮ结合刚玉，ＡｌＯＮ结合刚玉材料与刚玉砖和粘土砖的抗高炉渣侵蚀及抗钢水侵蚀性。结果表明：与刚玉质、粘土质耐火材料相比，氧化物／非氧化物复相材料显示优良的抗渣渗透性和抗渣浸蚀性，与Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ材料相比，ＡｌＮ结合刚玉材料和ＡｌＯＮ结合刚玉材料显示优良的抗钢水侵蚀性。