A TEM study on the microstructure of spark plasma sintered ZrB_2-based composite with nano-sized SiC dopant

Sintering behavior of ZrB_2 ceramic with nano-sized SiC dopant was studied. ZrB_2-25 vol% nano-sized SiC was selected as the starting mixture to fabricate the composite. The manufacturing process was accomplished at 1800℃ for 5 min under 25 MPa via spark plasma sintering(SPS). The as-sintered sample reached a relative density of 99%. Besides the initial phases, namely ZrB_2 and SiC, the high-resolution X-ray diffraction(HRXRD) was used to study the formation of an in-situ ZrC phase. The possible chemical interactions during the ZrC phase formation were scrutinized. The microstructure of the composite was studied by the field emission scanning electron microscopy(FESEM) and transmission electron microscopy(TEM). Elemental analysis through FESEM evaluations revealed the formation of amorphous phases, rich in Zr, C, Si, B, and O elements, which was in harmony with the thermodynamical assessments. TEM studies endorsed the formation of such phases, containing a glassy bed of Si–B–O with ZrC and C islands dispersed therein.     

关于碳化硅作为超低碳钢连铸结晶器保护渣熔速调节剂的研究

本文研究了碳化硅（SiC）作为保护渣熔速调节剂的特性及作用机理,研究表明,以SiC替代炭质材料可大大降低保护渣对超低碳钢连铸坯的增碳和渗碳量。     

几种纳米/PA6复合材料摩擦及加工性能研究

通过共混改性的方法制得纳米复合材料, 在MPX-销-盘式摩擦实验机上测试复合材料的摩擦性能,分析了各种不同的纳米粒子Al2O3, ZnO, SiO2对PA6复合材料摩擦性能的影响,同时研究了载荷对材料性能的影响以及在哈克流变仪(HAAKE)上的Al2O3/PA6复合材料加工性能的变化.结果表明:三种不同的纳米复合材料的摩擦性能得到了很大的提高,但当纳米粒子的质量含量大于6%时,材料的摩擦系数变化不大,比较而言,纳米SiO2粒子的PA6复合材料的摩擦性能最好.纳米粒子对复合材料的加工性能也有很大的影响,当复合材料中的纳米Al2O3质量含量为10%时,材料的转子扭矩力提高将近1倍.     

赛隆-碳化硅系复合材料的合成及其应用

以蜡石和碳黑为原料,通过碳热还原法合成了赛隆-碳化硅系复合材料,将其作为添加剂应用于Al2O3 C系不定形耐火材料中·考察了加热温度对赛隆-碳化硅系复合材料合成过程的影响以及添加赛隆-碳化硅系复合材料对耐火材料性能的影响·研究结果表明,通过向蜡石中添加适量的碳黑,并将蜡石和碳黑的混合物在氮气气氛下加热到1540℃时,可以很容易地合成赛隆-碳化硅系复合材料·通过添加适量的赛隆 碳化硅系复合材料,Al2O3 C系不定形耐火材料的抗氧化性能、抗渣侵蚀性能以及高温抗折强度均得到了明显的改善·     

Si_3N_4-SiC纳米复合陶瓷材料的研究

用粒度为 ５０～７０ ｎｍ的纳米级 ＳｉＣ粉体与微米级的 Ｓｉ３Ｎ４粉体复合来制备 Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料，对纳米ＳｉＣ含量不同的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料的微观组织结构与性能的关系进行了研究。结果表明：纳米ＳｉＣ质量分数为１０％时，经热压烧结法制备的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料的抗弯强度为 ８４４ ＭＰａ，断裂韧性为 ９． ７ ＭＰａ· ｍ１／２。微观组织结构的研究还表明，纳米ＳｉＣ的不同含量影响着基体Ｓｉ３Ｎ４的晶粒形貌，从而决定了复合材料的性能。探讨了纳米级ＳｉＣ在基体中的形态、分布及其对基体强化增韧的新机制。     

ZTA—SiCw—TiC复相陶瓷材料强韧化机理研究

四方氧化锆相变增韧、碳化硅晶须补强、碳化钛粒子弥散强化，同时引入一个新的陶瓷基复合材料系统中产生了叠加的强韧化效果。热压ＺＴＡ－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ复相陶瓷材料与Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ相比具有更高的综合机械性能。碳化钛在基体中形成连续的骨架阻碍晶粒的长大，随着碳化钛含量的增加，基体的硬度明显增加。主要强韧化机理有相变增韧、晶须拔出、载荷转移、裂纹偏转等。基体的主要断裂方式为穿晶解理断裂。     

铝合金直接氧化形成SiC/Al_2O_3/Al复合材料的微观结构

采用X射线衍射仪、透射电子显微镜及金相显微镜对铝合金直接氧化渗入SiC预制体形成的SiC/Al2 O3/Al复合材料进行了分析 ,发现该材料由α Al2 O3、SiC、Al4 O4 C、Al和Si五相组成 .α Al2 O3为骨架相 ,三维连通 ,其晶界纯净 ,Al、Si以包裹相形式出现在α Al2 O3晶粒中 ;SiC相也是主要相 ,呈孤岛状 ;Al4 O4 C相的出现 ,说明在该材料的生长过程中 ,SiC颗粒与Al和O2 发生了反应 .     

形变和非简谐振动对SiC有效电荷和热膨胀系数以及弹性模量的影响

应用哈里森(Harrison)键联轨道法和固体物理方法,考虑到形变和原子作非简谐振动,得到六角形二维类石墨烯AN-B8-N化合物的热膨胀系数、弹性模量以及有效电荷的解析表示式;以SiC为例,探讨了形变和原子非简谐振动对它们的影响.结果表明:SiC的热膨胀系数和弹性模量均随温度升高而缓慢增大,但变化较缓慢;若不考虑非简谐项,则SiC的热膨胀系数和弹性模量均为零,非简谐效应是SiC的热膨胀系数和弹性模量均随温度升高而增大的原因;形变会使SiC的正负离子的有效电荷的大小均减小,减小幅度分别为14.5%和8.56%,形变对正离子有效电荷的影响大于负离子.在所述的大小、剪切、轴向拉伸、原子振动形变这几种形变中,以轴向拉伸形变对有效电荷的影响最大,以大小形变和剪切形变的影响最小.温度愈高,原子的非简谐振动效应愈显著,形变对SiC的极性和有效电荷的影响愈大.     

C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能分析

复合材料因性能独特而备受关注,但其自身结构复杂且受到诸多因素的影响,因而对其摩擦学性能的研究仍有待进一步加强。为了对比不同摩擦配副对C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能的影响,以C/SiC复合材料为研究对象,运用销盘摩擦学试验方法,研究了C/SiC复合材料与45#钢以及C/SiC复合材料与ZrO₂材料摩擦配副的摩擦学性能,采用三维形貌仪等仪器对C/SiC复合材料摩擦后的表面进行表征分析,研究其摩擦后的表面质量及其储油性能。结果表明,C/SiC复合材料与45#钢磨损剧烈,摩擦后表面储油性能严重下降;其与ZrO₂对磨则摩擦系数较低,磨损量较小,摩擦后的表面仍保持了较好的承载性能及储油性能,是一种良好的摩擦配副。研究结果为拓展C/SiC复合材料的应用及揭示其摩擦学特性提供了有力支撑。     

Effects of AlN on the densification and mechanical properties of pressureless-sintered SiC ceramics

In the present work, Si C ceramics was fabricated with Al N using B_4 C and C as sintering aids by a solid-state pressureless-sintered method. The effects of Al N contents on the densification, mechanical properties, phase compositions, and microstructure evolutions of as-obtained Si C ceramics were thoroughly investigated. Al N was found to promote further densification of the Si C ceramics due to its evaporation over 1800 °C,transportation, and solidification in the pores resulted from Si C grain coarsening. The highest relative density of 99.65% was achieved for Si C sample with 15.0 wt% Al N by the pressureless-sintered method at 2130 °C for 1 h in Ar atmosphere. Furthermore, the fracture mechanism for Si C ceramics containing Al N tended to transfer from single transgranular fracture mode to both transgranular fracture and intergranular fracture modes when the sample with 30.0 wt% Al N sintered at 1900 °C for 1 h in Ar. Also, Si C ceramics with 30.0 wt% Al N exhibited the highest fracture toughness of 5.23 MPa m~(1/2) when sintered at 1900 °C.