自增韧SiC-B_(4)C-ZrB_(2)复相陶瓷的制备及性能表征

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作者 王雯龙 刘凯 +4 位作者 王红杰 陈刚 田兆永 谭波 李俊莹 《耐火材料》 北大核心 2025年第3期217-223,共7页

为了制备具有优异力学性能的自增韧SiC-B_(4)C-ZrB_(2)复相陶瓷,以SiC、B_(4)C、ZrO_(2)和石墨碳微粉为原料,通过无压固相烧结经2200℃保温2 h制备SiC-B_(4)C-ZrB_(2)复相陶瓷,研究了不同ZrO_(2)加入量(加入质量分数分别为0、5.60%、10.... 为了制备具有优异力学性能的自增韧SiC-B_(4)C-ZrB_(2)复相陶瓷,以SiC、B_(4)C、ZrO_(2)和石墨碳微粉为原料,通过无压固相烧结经2200℃保温2 h制备SiC-B_(4)C-ZrB_(2)复相陶瓷,研究了不同ZrO_(2)加入量(加入质量分数分别为0、5.60%、10.90%、15.93%、20.69%和25.25%)对复相陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明:1)ZrO_(2)的添加有助于烧结致密化,并促进SiC晶粒异向生长,形成了独特的多模态晶粒互锁显微结构,显著提升材料的损伤容限。2)随着ZrO_(2)加入量的增加,试样相对密度、弯曲强度和硬度呈现先增加后减小的趋势,当ZrO_(2)加入量为10.90%(w)时,相对密度最高,可达98.23%,维氏硬度和弯曲强度达到峰值,分别为29.7 GPa和443 MPa。此外,ZrO_(2)加入量为15.93%(w)时,试样展现出最高的断裂韧性,可达6.43 MPa·m^(1/2)。 展开更多

关键词 无压烧结 复相陶瓷 显微结构 力学性能

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常压烧结制备Al_2O_3/SiC纳米复合陶瓷及其显微结构的研究 被引量：6

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作者 蔡舒 彭珍珍 +3 位作者 冯杰 鲁枫 李鸿祥 陈玉如 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2004年第5期10-13,72,共5页

以微米SiC颗粒和工业氧化铝为原料,采用机械混合法制备Al2O3/SiC复合粉末。将复合粉末煅烧、成型,在1 600℃,2h烧结可制备出Al2O3/SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、DSC-TG、SEM和TEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化,烧成收缩和微观结构... 以微米SiC颗粒和工业氧化铝为原料,采用机械混合法制备Al2O3/SiC复合粉末。将复合粉末煅烧、成型,在1 600℃,2h烧结可制备出Al2O3/SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、DSC-TG、SEM和TEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化,烧成收缩和微观结构,结果表明:在氧化铝基体中添加80%(质量分数)平均粒径为5μm的SiC粒子,复合粉末经700℃煅烧后再成型,试样于1 600℃烧结,其相对体积质量可达93.8％。SiC粒子主要被包裹在Al2O3晶内形成“晶内型”纳米复合陶瓷。在烧结过程中由SiC氧化形成的SiO2包裹层与基质氧化铝反应形成的无定形莫来石前躯体可大大促进烧结;SiC埋料氧化形成的外壳可有效阻止烧结体内SiC的进一步氧化。 展开更多

关键词 常压烧结 AL2O3/sic 纳米复合陶瓷 显微结构 sic氧化

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纸叠层设计制备SiC/Si层状陶瓷研究 被引量：4

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作者 李冬云 杨辉 +1 位作者 乔冠军 金志浩 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1464-1467,共4页

针对层状陶瓷复合材料制备工艺复杂且制备成本高的不足,提出了一种无需预先成型基片,且在常压烧结工艺下制备层状陶瓷复合材料的新工艺.采用原位反应法,以纸为原料,通过叠层设计、低温碳化和高温渗硅反应制备了具有层状结构特征的SiC/S... 针对层状陶瓷复合材料制备工艺复杂且制备成本高的不足,提出了一种无需预先成型基片,且在常压烧结工艺下制备层状陶瓷复合材料的新工艺.采用原位反应法,以纸为原料,通过叠层设计、低温碳化和高温渗硅反应制备了具有层状结构特征的SiC/Si陶瓷复合材料.并采用XRD、EDS和显微镜对材料的组成和微观结构进行分析.结果表明,叠层纸碳化后成为含有层状结构特征的碳骨架,渗硅后得到的SiC层与Si层交替排列的具有明显层状结构特征的SiC/Si层状陶瓷复合材料.并揭示了叠层纸制备SiC/Si层状陶瓷复合材料中Si/C界面的反应机理,Si/C界面的反应是一个扩散反应的过程. 展开更多

关键词 纸 sic 层状陶瓷 无压烧结

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氮化烧结制备Si_3N_4-SiC复相陶瓷 被引量：4

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作者 陈超 徐永东 +4 位作者 张立同 成来飞 范尚武 刘小瀛 夏卿 《耐火材料》 EI CAS 北大核心 2006年第2期96-99,共4页

以酚醛树脂作为结合剂,以冷等静压方法成型制备氮化烧结Si3N4-SiC复相陶瓷,研究了结合剂对坯体强度和生成材料物相组成的影响。坯体强度随酚醛树脂含量增加而提高,最高强度达到23MPa,实现坯体可直接机械加工。经过氮化烧结,生成材料物... 以酚醛树脂作为结合剂,以冷等静压方法成型制备氮化烧结Si3N4-SiC复相陶瓷,研究了结合剂对坯体强度和生成材料物相组成的影响。坯体强度随酚醛树脂含量增加而提高,最高强度达到23MPa,实现坯体可直接机械加工。经过氮化烧结,生成材料物相中含有SiC,含量达到7.1%～15.7%,并观察到细小的等轴颗粒αSi3N4、棒状晶粒βSi3N4以及少量针状和晶须状Si3N4。SiC颗粒与Si3N4结合在一起,被Si3N4包裹。Si3N4-SiC复相材料的生成机理:300～600℃,酚醛树脂发生裂解,形成单质C,残碳率为50%;1000～1100℃,C开始与Si发生固相反应,形成SiC;1100℃后,Si开始发生氮化反应,生成Si3N4。 展开更多

关键词 SI3N4-sic 酚醛树脂 氮化烧结 复相陶瓷

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Al_2O_3/SiC纳米复合陶瓷中SiC粉料的氧化现象 被引量：2

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作者 韩亚苓 矫义来 +1 位作者 李伟 孙泰礼 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2007年第2期130-134,共5页

为验证在空气环境中,烧结Al2O3/SiC纳米复合陶瓷过程是否出现纳米SiC粉料的氧化现象,以及氧化后纳米陶瓷性能的变化规律,分别采用了常压氩气保护烧结和常压空气环境中烧结两种工艺,制备了Al2O3/SiC纳米复合陶瓷.经检测,前者性能优异,其... 为验证在空气环境中,烧结Al2O3/SiC纳米复合陶瓷过程是否出现纳米SiC粉料的氧化现象,以及氧化后纳米陶瓷性能的变化规律,分别采用了常压氩气保护烧结和常压空气环境中烧结两种工艺,制备了Al2O3/SiC纳米复合陶瓷.经检测,前者性能优异,其相对密度为98.82%,抗弯强度为489 MPa,断裂韧性达6.67 MPa.m1/2;而后者性能大幅度降低,经x-ray检测发现,烧结后样品中SiC衍射峰消失,即纳米SiC严重氧化;同时发现随纳米SiC粒径的减小及含量增加,氧化现象加剧,性能更加变差.借助断口的SEM图像对烧结过程SiC粉料氧化机理进行分析,发现:碳化硅已经分解为CO2和SiO2,前者以气体形式挥发并在陶瓷体内留下气孔,而后者以玻璃相形态存在于晶界中. 展开更多

关键词 Al2O3/sic纳米复相陶瓷 常压烧结 sic氧化 纳米陶瓷 晶界

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造粒粉体对SiC陶瓷力学性能及微观组织的影响 被引量：2

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作者 刘国玺 李克智 +4 位作者 高晓菊 张丛 常永威 孟全胜 曲发增 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2015年第3期250-255,共6页

采用无压烧结法制备Si C陶瓷,研究了4种不同Si C造粒粉对陶瓷烧结体力学性能的影响,采用激光粒度仪检测了不同造粒粉体的粒度,利用SEM观察了不同造粒粉体及烧结体的微观形貌。试验结果表明:不同造粒粉对Si C陶瓷力学性能的影响差异较大... 采用无压烧结法制备Si C陶瓷,研究了4种不同Si C造粒粉对陶瓷烧结体力学性能的影响,采用激光粒度仪检测了不同造粒粉体的粒度,利用SEM观察了不同造粒粉体及烧结体的微观形貌。试验结果表明:不同造粒粉对Si C陶瓷力学性能的影响差异较大,其中,由Si C-1造粒粉制得的陶瓷烧结体力学性能最佳,弯曲强度为318 MPa,洛氏硬度为94.0 HRA,密度为3.1367 g/cm3。结合微观组织分析可知,Si C-1造粒粉粒径较小,制得的陶瓷烧结体气孔较小且裂纹较少,基本无游离Si和游离C存在,综合性能较好。 展开更多

关键词 无压烧结 sic陶瓷 力学性能 显微结构

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Al粉粒度及其添加量对SiC陶瓷材料结构和性能的影响 被引量：1

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作者 李文凤 黄庆飞 +4 位作者 侯永改 郭会师 丁志静 谢育波 邹文俊 《人工晶体学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期1955-1958,1983,共5页

以Al粉为烧结助剂,采用无压烧结工艺于1600℃下保温3 h烧制SiC陶瓷材料,研究了不同Al粉粒度及其添加量对SiC陶瓷材料结构和性能的影响。结果表明:Al粉可促进SiC陶瓷材料的烧结和力学性能的提高,同时起抗氧化的作用,且粒度较小的Al粉对... 以Al粉为烧结助剂,采用无压烧结工艺于1600℃下保温3 h烧制SiC陶瓷材料,研究了不同Al粉粒度及其添加量对SiC陶瓷材料结构和性能的影响。结果表明:Al粉可促进SiC陶瓷材料的烧结和力学性能的提高,同时起抗氧化的作用,且粒度较小的Al粉对其性能提升的幅度较大。当添加4wt%粒度为48μm的Al粉时,SiC陶瓷材料的性能较佳,体积密度和显气孔率分别为2.69 g/cm^3和5.8%,显微硬度和抗折强度分别为2790 HV和189MPa。SiC陶瓷材料烧结性能和力学性能的提高可归因于Al粉的促烧结作用,及其氧化产物Al_2O_3和原位生成的少量莫来石分布在SiC颗粒间所起的强化作用。 展开更多

关键词 A1粉 sic陶瓷材料 无压烧结 显微结构 力学性能

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颗粒级配对注浆成型反应烧结SiC陶瓷冲蚀磨损性能的影响 被引量：2

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作者 王阳阳 吕振林 王红洁 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期77-81,共5页

采用不同SiC颗粒级配(粒径为11.3μm与3.8μm SiC粒子的质量比分别为0.75∶1,0.5∶1,0.4∶1)用注浆成型反应烧结法制备了SiC陶瓷,在不同冲蚀角度下采用不同粒径(300～600μm和600～850μm)的石英砂进行冲蚀磨损试验,结合冲蚀表面形貌分... 采用不同SiC颗粒级配(粒径为11.3μm与3.8μm SiC粒子的质量比分别为0.75∶1,0.5∶1,0.4∶1)用注浆成型反应烧结法制备了SiC陶瓷,在不同冲蚀角度下采用不同粒径(300～600μm和600～850μm)的石英砂进行冲蚀磨损试验,结合冲蚀表面形貌分析了颗粒级配对SiC陶瓷冲蚀磨损性能与机理的影响。结果表明:颗粒级配为0.75∶1的注浆素坯反应烧结制备SiC陶瓷的致密度最高,在相同冲蚀角度下的冲蚀磨损率最低;SiC陶瓷冲蚀磨损率随冲蚀角度的增大而先增大后减小,并在冲击角为60°时达到最大;石英砂粒径越大,磨损率越大;SiC陶瓷的冲蚀磨损机理以游离硅、游离碳和SiC粒子的脱落为主。 展开更多

关键词 颗粒级配 注浆成型 碳化硅陶瓷 反应烧结 冲蚀磨损

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Ti诱导无压浸渗法制备Fe-Si基SiC陶瓷复合材料

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作者 梁朝 刘海云 +1 位作者 郭俊杰 孟庆森 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第24期98-101,共4页

通过掺杂活性元素Ti颗粒,采用无压浸渗法制备了Si C/Fe-Si复合材料。采用XRD、SEM以及EDS等技术手段,分析复合材料的相组成及显微结构。结果表明:Fe-Si合金能够自发浸渗Si C陶瓷预制体,Ti元素在金属熔体与陶瓷颗粒之间形成活性层,促进... 通过掺杂活性元素Ti颗粒,采用无压浸渗法制备了Si C/Fe-Si复合材料。采用XRD、SEM以及EDS等技术手段,分析复合材料的相组成及显微结构。结果表明:Fe-Si合金能够自发浸渗Si C陶瓷预制体,Ti元素在金属熔体与陶瓷颗粒之间形成活性层,促进熔融金属润湿陶瓷,诱发界面反应的发生,形成自发浸渗。在自发浸渗过程中界面反应和元素相互扩散,导致复合材料的相组成和显微结构发生变化。 展开更多

关键词 无压浸渗 sic陶瓷 FE-SI合金 界面反应 Ti颗粒

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TiC含量对无压液相烧结SiC-TiC陶瓷复合材料结构和性能的影响 被引量：3

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作者 韩凌锋 赵义亮 +3 位作者 张翠萍 岳新艳 茹红强 王伟 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期34-38,共5页

以SiC粉体和TiC粉体为原料,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)为烧结助剂,采用无压液相烧结技术制备了SiC-TiC陶瓷复合材料,研究了TiC体积分数(35%~45%)对其微观结构和性能的影响。结果表明:陶瓷复合材料的物相组成均为SiC、TiC、YAG(Y_(3)Al_(2)O... 以SiC粉体和TiC粉体为原料,Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)为烧结助剂,采用无压液相烧结技术制备了SiC-TiC陶瓷复合材料,研究了TiC体积分数(35%~45%)对其微观结构和性能的影响。结果表明:陶瓷复合材料的物相组成均为SiC、TiC、YAG(Y_(3)Al_(2)O_(3))和YAM(Y_(4)Al_(2)O_(3));随着TiC含量的增加,TiC颗粒逐渐形成连续网络结构,陶瓷复合材料的开口气孔率先减小后增大,相对密度、抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度均先升高后降低,体积电阻率降低。当TiC体积分数为40%时,陶瓷复合材料具有优异的综合性能,其相对密度、开口气孔率、抗弯强度、断裂韧度、维氏硬度、体积电阻率分别为98.1%,0.28%,429 MPa,5.87 MPa·m^(1/2),26GPa,1.66×10^(-5)Ω·m。 展开更多

关键词 sic-TiC陶瓷复合材料 无压液相烧结 微观结构 性能

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颗粒级配对选区激光烧结打印结合常压固相烧结制备碳化硅陶瓷性能的影响 被引量：1

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作者 王康龙 殷杰 +3 位作者 陈晓 王力 刘学建 黄政仁 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期754-760,共7页

SiC陶瓷因其独特的热学、电学性能及优异的力学性能,被广泛应用于航空航天、核能、化工、半导体等国防与工业重大领域,但是传统的成型方法无法满足大尺寸复杂构件的制备需求。选区激光烧结(SLS)打印具有无需支撑、材料利用率高、加工效... SiC陶瓷因其独特的热学、电学性能及优异的力学性能,被广泛应用于航空航天、核能、化工、半导体等国防与工业重大领域,但是传统的成型方法无法满足大尺寸复杂构件的制备需求。选区激光烧结(SLS)打印具有无需支撑、材料利用率高、加工效率高等优势,能高效成型复杂陶瓷结构零部件。本研究采用颗粒级配SiC的方法,系统研究了冷等静压(CIP)、前驱体浸渍热解(PIP)、CIP结合PIP后常压固相烧结等工艺对级配和中位径82μm未级配体系SiC陶瓷的影响。研究发现,级配粉末成型坯体的体积密度和抗弯强度比未级配坯体均提升了20%以上,级配体系CIP后常压固相烧结体的相对致密度达到了90%以上,实现了致密化烧结,而未级配体系烧结体的相对致密度仅为89%,这是由颗粒级配后坯体的堆积密度提升所致,且级配烧结体的抗弯强度(136.8 MPa)比未级配(99.4 MPa)提升了37%以上。采用多次重复PIP结合常压固相烧结的方法制备高致密的SiC陶瓷,发现SLS打印成型的坯体经四次PIP后致密度可达到CIP堆积致密的效果,但四次PIP后常压固相烧结体的体积密度仅为2.29 g/cm^(3),抗弯强度为59.6 MPa。 展开更多

关键词 碳化硅陶瓷 颗粒级配 选区激光烧结打印 常压固相烧结

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常压烧结莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷的研究 被引量：4

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作者 孟佳宏 杨正方 +1 位作者 刘维跃 刘雄光 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第2期25-29,共5页

本文对莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷进行了Ｎ２气氛中常压烧结的研究。实验结果表明：ＳｉＣ粒子添加量≤２０ｖｏｌ％时，材料均可致密烧结并可获得均匀的微观结构。ＳｉＣ粒子的加入使材料的力学性能较莫来石／氧化锆（ＺＴＭ）陶... 本文对莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷进行了Ｎ２气氛中常压烧结的研究。实验结果表明：ＳｉＣ粒子添加量≤２０ｖｏｌ％时，材料均可致密烧结并可获得均匀的微观结构。ＳｉＣ粒子的加入使材料的力学性能较莫来石／氧化锆（ＺＴＭ）陶瓷有明显提高，并在ＳｉＣ含量为１０ｖｏｌ％时达到峰值，室温强度和断裂韧性分别为６０１ＭＰａ和５８ＭＰａｍ１／２，接近热压材料。 展开更多

关键词 复相陶瓷 常压烧结 莫来石 氧化锆 碳化硅

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常压烧结碳化硅陶瓷的制备及导电性能 被引量：8

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作者 王春华 王改民 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期52-53,共2页

采用常压烧结法制备碳化硅陶瓷,对其显微结构和导电性能进行了分析。研究发现,常压法可获得致密的碳化硅烧结体,具有较低的电阻率,在300～600℃温度范围内表现出明显的负电阻率温度系数。

关键词 常压烧结 碳化硅陶瓷 导电性

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