SiC表面负载Cu复合材料的制备与表征

基于工业碳化硅(SiC)微粉,采用化学改性法将铜负载于SiC原粉表面,使用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)等表征测试方法,分别考察了pH值、Cu负载量、分散介质等因素对改性实验的影响.结果显示:经高温煅烧后,Cu离子以CuO和Cu2O的氧化态形式负载于SiC表面;不同的分散介质、pH值和Cu离子负载量影响以氧化态形式负载到SiC表面的Cu离子分布.     

三维网络SiC_n/20Cr钢复合材料的界面固相反应及显微组织

采用真空-气铸法制备了SiCn/20Cr钢复合材料,并对SiC/20Cr钢复合材料的界面进行了研究.结果表明:SiC和20Cr在复合材料的界面产生较强固相反应,SiC分解出的Si与Fe结合生成Fe-Si化合物,SiC分解出的C以石墨态沉积下来.固相反应的区域由碳化硅反应区、金属反应区和碳沉积区组成.碳元素在碳沉积区的沉积形态与沉积点到SiC的距离有关.TEM证实了金属反应区的产物为(Cr,Fe)23C6及Fe3Si,其中Fe3Si的形成为SiC的分解提供了热力学驱动力.     

SiC薄膜的制备及其光敏特性

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法,以甲烷、硅烷和氢气为反应气体在单晶硅衬底上沉积碳化硅(SiC)薄膜材料.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对SiC薄膜的晶体结构进行测试分析.利用原子力显微镜(AFM)对SiC薄膜的表面形貌进行分析.对该薄膜在室温和较高温度(410℃)下进行光敏特性测试,结果表明:该薄膜为SiC薄膜且对不同波长、不同功率的光有一定的敏感特性,较高温度下其敏感特性和室温下测试的结果大体一致,在高温光敏器件领域具有很大的应用潜力.     

原位生长碳纳米管增强SiC_f/SiC复合材料的力学性能

碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiCf/SiC)是航空航天和聚变能源等高技术领域理想的高温结构材料,改善纤维与基体的界面结合是提高其力学性能的关键。本文采用化学气相沉积法在纤维表面原位生长碳纳米管,以达到改善纤维与基体的结合同时对复合材料进行二次增强的目的。结果表明,采用碳纳米管增强的SiCf/SiC复合材料的力学性能有不同程度的提高,特别是当碳纳米管的体积分数为5.31%时,复合材料的断裂韧性提高106.3%。纤维表面的碳纳米管层与纤维结合较弱,能够促进纤维的拔出,从而促进复合材料断裂韧性的提高;另外,碳纳米管的拔出对复合断裂韧性的提高也有一定的促进作用。     

SiC涂层化学气相沉积过程的数值模拟

根据化学气相沉积法的工艺特点,对C/C复合材料SiC涂层的制备过程进行了数学建模和有限元模拟,得出了反应器内以及试样表面反应物浓度的变化规律,并且获得了反应器内反应物浓度与沉积产物间的关系.结合实验分析,验证了SiC涂层晶粒尺寸的变化和沉积形貌的演变是由于反应气体浓度分布随位置变化造成的:沿着反应气体流动的方向,反应物浓度逐渐降低,沉积得到的SiC晶粒尺寸逐渐减小,沉积形貌由堆积岛状到颗粒状再到晶须状逐级演变.     

碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料

在氩气气氛下,以粉煤灰为原料,石墨为还原剂,研究碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料的反应过程,并探索其制备的工艺条件.利用X射线衍射分析还原产物的物相变化规律,使用扫描电镜和能谱仪观察复合材料的微观结构.结果表明：在1673 K粉煤灰中石英相与碳反应生碳化硅,1773 K莫来石相基本分解完全.随着反应温度的升高,生成碳化硅和氧化铝含量增加,较合适的温度条件为1773~1873 K;保温时间的延长,有利于碳化硅和氧化铝的生成,较好的保温时间为3~4 h;增加配碳量对碳化硅和氧化铝的生成有促进作用,较合适的C/Si摩尔比为4~5.在制备出的SiC/Al2 O3复合材料中碳化硅在产物中分散较为均匀,并且粒度小于20μm.     

Ni-P/SiC耐磨性化学复合镀工艺参数优化

采用正交试验对耐磨性化学复合镀Ni-P/SiC中具有代表性的五因素进行了优化,得出的最佳方案为:温度89℃,pH值5.1,SiC添加量6 g/l,稳定剂浓度1.0 mg/L,硫酸镍浓度32 g/L.分析了各因素对耐磨性能的影响并进行了验证.同时提出,将化学复合镀与金属喷涂制模技术结合起来,可以提高复合材料模具的耐磨性及使用寿命.     

脉冲间隔和电压对SiC/Cu复合材料线切割加工的影响

应用电火花线切割机床加工SiC/Cu复合材料.应用扫描电镜分析线切割表面的形貌特征.结果表明,SiC/Cu复合材料线切割表面由放电凹坑组成.脉冲间隔越大,线切割速度和粗糙度越小;线切割电压越大,线切割加工速度和粗糙度越大.     

球磨工艺对SiC和Al复合粉质量的影响

采用高能球磨技术制备了SiC和Al复合粉,利用扫描电镜对复合粉进行观察和分析.研究了球磨转速、球磨时间、碳化硅粒度以及SiC与Al质量比对复合粉粒度、均匀性和致密性的影响.结果表明,随着球磨时间的延长或转速的升高,颗粒的细化程度和均匀性都明显增加;采用双粒度的碳化硅颗粒与铝粉混合时,复合粉的致密性和均匀性提高更大.     

纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的拉伸性能

用粉末冶金法制备了纳米SiC颗粒增强纯Al基复合材料(AlMMCs),对该材料的微观结构和拉伸性能进行了研究·结果表明,纳米SiC颗粒在含量很少时即对Al有明显的强化作用,此时,纳米颗粒在基体中的分散比较均匀;当含量较高时则纳米颗粒易于团聚,团聚会使SiC颗粒对Al的强化作用降低·纳米SiC颗粒含量发生变化,SiCp/AlMMCs的断裂机制也有所改变·     

CVD SiC涂层的C/SiC复合材料的弯曲性能

以针刺整体毡为预制体制备C／SiC复合材料,在材料表面制备CVD SiC涂层,研究涂层试样氧化前、后的微观结构和室温弯曲性能。研究结果表明：CVD SiC涂层由球形颗粒熔聚体、裸露裂纹和附着裂纹组成,于1400℃氧化时附着裂纹发生愈合;C／SiC试样的弯曲强度为119．9MPa,涂层试样及其分别经1000,1200和1400℃连续氧化5h后,弯曲强度分别为188．5,41．0,60．7和104．5MPa;随氧化温度的升高,SiC涂层的保护作用增强是残留弯曲强度提高的根本原因：C／SiC试样、涂层试样和经1200和1400℃氧化的试样均表现为分层断裂,纤维束边缘区域炭的适度氧化弱化了纤维／热解炭界面,使氧化试样表现出明显的假塑性;经1000℃氧化的涂层试样,由于纤维束的严重氧化,表现为脆性断裂特征。     

Environmental Effects on Microstructural Stability of SiC/SiC Composites

Environmental effects, especially O₂ pressure, often make SiC/SiC composites degraded. In order to investigate the effects on microstructural stability, SiC/SiC composite specimens, made of Hi-NicalonTM SiC fibers, were annealed under a commercial grade Ar flow and an ultra-high purified Ar flow respectively. The microstructural evolution in SiC/SiC composites was examined by a field emission type high-resolution electron microscopy and a parallel electron energy loss spectroscopy. A possible mechanism for this degradation was discussed.     

Graphite addition for SiC formation in diamond/SiC/Si composite preparation

Herein, graphite was used in the Si-vapor reactive infiltration of diamond/SiC/Si composites to produce composites with various SiC contents. X-ray diffraction was used to determine the phases of the composite, whereas scanning electron microscopy was used to confirm the Si-C reaction between the silicon, graphite, and diamond and to observe the SiC morphology. Various SiC contents in the composite were observed with graphite addition. Furthermore, the reaction between silicon and graphite (diamond) produced coarse (fine) SiC particles. The generation of a 10-μm-diameter Si-C area on the surface of the diamond was observed. The thermal conductivity (TC) and coefficient of thermal expansion (CTE) of the composite was investigated, where the TC varied from 317-426 W·m-1·K-1 with the increase of the SiC volume fraction from 38% to 76% and the corresponding CTE increased from 1.7×10-6 to 3.7×10-6 K-1, respectively. Furthermore, a critical point for the CTE was found to exist at approximately 250℃, where the composite was under a hydrostatic condition. Finally, the bending strength was found to range from 241 to 341 MPa.     

纳米SiC含量对Ti3SiC2/Al复合材料摩擦磨损特性的影响

采用SPS方法制备出SiC和Ti3SiC2双相增强Al基复合材料,并在MM-200型摩擦磨损实验机上进行干摩擦试验。研究了不同含量SiC对Ti3SiC2/Al复合材料组织及耐磨性的影响,结果表明,颗粒体积分数及磨损载荷对复合材料摩擦磨损特性有显著影响。复合材料具有良好的摩擦磨损性能,烧结温度为550℃,SiC的体积分数从0.5%上升到2%时,复合材料的摩擦系数从0.34降到0.285,降低16.2%。烧结温度为400℃,SiC的体积分数从0.5%上升到2%时,复合材料的磨损量从0.0079降到0.0039,降低50.63%。     

“枣核”状碳化硅纳米颗粒的光致发光性质研究

以废弃的玉米苞叶和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,硝酸镍为助剂,通过碳热还原反应制备出"枣核"状碳化硅纳米颗粒。采用XRD、SEM、TEM和PL对所得样品进行了表征。结果表明,所得样品为"枣核"状β-Si C纳米颗粒,直径尺寸介于(20~50)nm,长度约为(80~200)nm。激发波长为290 nm时,样品具有最强的发射峰。当激发波长从290 nm增加到330 nm时,发射峰位置发生了明显的红移;当激发波长从330 nm增加到390 nm时,发射峰位置出现了明显的蓝移。     

液相烧结SiC陶瓷的微观结构

采用Al2O3、Y2O3为助烧剂,液相烧结获得了致密的α－SiC和β－SiC陶瓷,并研究了SiC了烧结体的物相组成和微观结构。实验结果表明,Al2O3,Y2O3原位形成了YAG,材料以液相烧结机制致密化,α－SiC通过溶解和再析出机制,促进晶体生长,并形成“Core/Shell”结构,物相分析表明,β－SiC陶瓷粉末在烧结过程中发生β→a的相变,微观结构观察显示,β-SiC陶瓷中生成了长柱状晶粒。     

SiAlON—SiC材料浆料流变性

以Al、Si、SiO2和SiC为原料制备了SiAlON—SiC材料的浆料，研究了浆料的pH值、ζ电位、固相体积分数、以及分散剂、环境温度等因素对其流变特性的影响。结果表明：当原料浆料的球磨时间在80min左右，pH值为8．5，固相体积分数为54％时，该浆料悬浮体的流变特性最佳。     

SiC材料发光性能表征综述

本文从SiC材料发光性能表征方法出发,介绍了光致发光、阴极荧光和离子激发发光三种光学测量方法．不同发光表征技术适用研究材料不同的品质特征,光致发光是一种无损检测,阴极荧光对SiC外延层的位错缺陷具有更好的测量效果,离子激发发光可以观测缺陷发光的原位信息．发光变化与材料中的缺陷中心相关,因而光学测量可以很好地反映材料内部特征．通过不同光学测量方法研究SiC材料的发光性能,为更好地拓展SiC发光应用奠定了重要基础．