枇杷模板制备SiC多孔陶瓷的性能研究

针对目前SiC多孔陶瓷的高温烧结制备状况,选择以聚碳硅烷为先驱体及枇杷为模板低温烧结制备SiC多孔陶瓷。分析炭化和不同浓度PCS有机浆料对SiC多孔陶瓷体积密度和线收缩率的影响,再通过扫描电镜(SEM)观察和分析SiC多孔陶瓷的表面微观形貌。结果表明:在1000℃低温下成功烧出具有枇杷结构的SiC多孔陶瓷,且未炭化和炭化模板的线收缩率均大于原模板,PCS含量为10%加炭化烧结的模板体积密度最大。     

以松木和枇杷为模板低温烧结制备木材陶瓷

以松木和枇杷为模板,炭化后浸渍聚碳硅烷(PCS溶液),在低温下烧结制备出木材陶瓷,并分析了PCS浓度对其烧结制品重量、线收缩率、体积密度和微观形貌的影响。结果表明采用松木和枇杷为模板,浸渍PCS有机溶液,能够在1000℃低温下烧结出具有原始生物形貌的木材陶瓷。     

热压烧结SiC陶瓷的力学性能

分别以α-SiC和β-SiC为原始粉体,BAS为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备了SiC陶瓷.采用阿基米德排水法,XRD及三点弯曲等分析测试手段,研究不同类型SiC对SiC陶瓷致密度、物相组成及力学性能的影响.实验结果表明,以β-SiC为原始粉体制备的SiC陶瓷中没有发生β-SiC到α-SiC的相变.所制备SiC陶瓷的致密度均超过了98%以上,此时,SiC陶瓷的弹性模量不受SiC类型及颗粒大小的影响.随着BAS含量的增加,SiC陶瓷的室温抗弯强度降低.随着SiC陶瓷致密度和BAS含量的增加,其断裂韧性减小,当SiC陶瓷达到完全致密时,随着BAS含量的增加,SiC陶瓷的断裂韧性提高.     

以山茶和青冈为模板低温烧结木材陶瓷的研究

以山茶和青冈木为模板浸渍聚碳硅烷(PCS)溶液并在低温烧结制备出木材陶瓷,分析了山茶模板和青冈木模板的横切、竖切方式对线收缩率、失重率、体积密度和微观形貌的影响,结果表明:以山茶和青冈木为模板浸渍聚碳硅烷(PCS)溶液,在1000℃低温下成功烧结出木材陶瓷,且烧结后的木材陶瓷保留了木材原始的生物结构。     

聚碳硅烷热解产物抗氧化性能的研究

在流动氩气中将聚碳硅烷(PCS)于不同温度下进行热解处理制得热解产物,对其进行抗氧化实验,并采用XRD、EDX对PCS热解产物及其氧化产物的物相和成分组成进行表征.结果表明,PCS于1000℃的热解产物主要为无定形的SiC、SiO2和C;随着温度的升高,SiC晶体尺寸逐渐增大,1560℃的热解产物仍由立方SiC、无定形C和SiO2组成;PCS热解产物中的SiO2含量以及SiC的晶化度对其起始氧化温度有一定影响;热解产物中SiO2、SiC氧化形成的SiO2使得PCS热解产物在高温下具有良好的抗氧化性能.     

PIP法制备孔径可调的有序多孔C/SiC复合材料

通过对原生态木材进行可控炭化,得到了保留木材生物形态的多孔炭模板(BPC),用有机硅烷前驱体对此模板浸渍进而裂解(PIP),可制备出孔径有序且大小可调的多孔炭/碳化硅复合材料(BPC/SiC).采用XRD,SEM,氮表面吸附等方法研究了复合材料的微观结构、抗氧化和力学性能等.结果表明PIP裂解产物为微晶态SiC,与多孔炭模板内表面结合良好,使炭模板氧化起始温度及峰值温度均提高150℃;控制浸渍剂浓度和浸渍次数,可控制复合材料的孔径尺寸和形状;浸渍-热解5次循环时,复合材料径向抗压强度可达56.7 MPa,6次循环时,轴向抗压强度可达17.0 MPa.     

SiC窑具材料浸渍Ca3(PO4)2与AlPO4混合溶液对材料晶相结构与性能的影响

浸渍Ca3(PO4) 2 与AlPO4混合饱和溶液 ,有利于SiC窑具材料晶相结构的转化与性能的优化 ,使SiC结构由低温稳定型向高温稳定型转化 ,α -SiC含量随着浸渍次数的增加而增加 ,浸渍 4次α -SiC含量最高 .材料性能随浸渍次数增加而优化 ,浸渍 4次的抗折强度、热震后抗折强度保持率和体积密度最高 ,显气孔率与吸水率最低 ,浸渍混合饱和溶液效果优于浸渍Ca3(PO4) 2 饱和溶液 .     

气体静压轴承用多孔SiC陶瓷的制备及静态性能

以α-SiC和β-SiC粉末为原料,羧甲基纤维素为造孔剂,制备了多孔SiC陶瓷.探讨了烧结温度、成型压力和造孔剂含量对SiC陶瓷的气孔率、显气孔率以及弯曲强度的影响,研究了用不同渗透率的多孔SiC陶瓷制备气体静压轴承的承载能力和静态刚度.结果表明:在高温下,β-SiC转变为α-SiC,同时,通过α-SiC的蒸发-凝聚过程实现了SiC陶瓷的烧结,并形成无收缩自结合结构;试样的气孔率和显气孔率随烧结温度和成型压力的增加而略有降低,但弯曲强度却增大;造孔剂含量越高,试样的气孔率和显气孔率越大,弯曲强度越低.添加质量分数为10%的造孔剂,经250MPa冷等静压成型,在2 400℃下制备的试样气孔率和显气孔率分别为28.91%和24.03%,渗透率为7.74×10-13 m2,弯曲强度为63.8MPa.因此,多孔SiC陶瓷的渗透率越低,利用它制备的气体静压轴承的承载能力越低,静态刚度就越高.     

凝胶注模和反应熔渗SiC陶瓷基零件素坯缺陷控制及高温力学性能研究

针对凝胶注模和反应熔渗SiC陶瓷零件由于炭黑团聚、含量不足引起的坯体宏观裂纹、残留硅含量过高等问题,提出了一种有效控制陶瓷组织缺陷与残硅含量、提升陶瓷零件高温力学性能的方法。以短碳纤维代替炭黑作为碳源,通过实验对比分析了碳纤维与炭黑在陶瓷浆料中的分散性,以及这两种碳源对陶瓷素坯质量的影响规律;采用扫描电子显微镜和X射线衍射等手段研究了碳纤维和SiC陶瓷微观结构及其物相组成,并探讨了碳纤维体积分数对反应熔渗SiC陶瓷基零件高温性能的影响规律。结果表明:较之炭黑,短碳纤维在陶瓷浆料中具有良好的分散性,干燥后陶瓷坯体内大尺寸气孔和裂纹等缺陷得到有效控制;在反应熔渗过程中,碳纤维溶解到液硅中并生成β-SiC取代残硅,填充了陶瓷坯体的剩余孔隙;当碳纤维体积分数增加时,陶瓷坯体中的残硅含量得到有效控制;碳化硅陶瓷高温(1 350℃)力学性能指标随着碳纤维体积分数增加,先增大后减小,当碳纤维体积分数为20%时达到最大,高温弯曲强度、断裂韧性分别为(343±19)MPa、(5.04±0.27)MPa·m~(1/2)。     

艺术陶瓷材料的制备与性能研究

研究了成型压力、SiC微粉添加量和造孔剂含量对多孔陶瓷体积密度、显气孔率、常温和高温折弯强度的影响。结果表明,多孔陶瓷适宜的成型压力为100MPa,此时,陶瓷材料具有较高的折弯强度和体积密度以及低的显气孔率;随着SiC微粉加入量的增加,陶瓷试样的常温和高温抗折强度都呈现出先增加后减小,然后又逐渐增加的特征,当SiC微粉加入量为40%时,陶瓷试样具有较高的常温和高温折弯强度,且此时的体积密度较高、显气孔率较低。随着造孔剂加入量的增加,陶瓷试样的体积密度逐渐减小,而显气孔率逐渐增加,陶瓷试样的常温和高温抗折强度都呈现逐渐减小的特征;加入相同量的造孔剂的情况下,陶瓷试样的高温抗折强度高于常温抗折强度。