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Al_2O_3-SiO_2-TiO_2表面涂层对3D-C_f/SiC复合材料力学性能的影响 被引量：2
1
作者 张善伟 林文松 +2 位作者 王静静 方宁象 傅肃嘉 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期489-493,共5页
采用溶胶凝胶法在三维碳纤维预制体(3D-Cf)表面形成Al2O3-SiO_2-TiO_2涂层,而后采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备了3D-Cf/Si C复合材料,通过SEM、XRD等分析测试手段以及三点弯曲等试验方法,研究了碳纤维的界面对复合材料的微观结构、力... 采用溶胶凝胶法在三维碳纤维预制体(3D-Cf)表面形成Al2O3-SiO_2-TiO_2涂层,而后采用先驱体浸渍裂解工艺(PIP)制备了3D-Cf/Si C复合材料,通过SEM、XRD等分析测试手段以及三点弯曲等试验方法,研究了碳纤维的界面对复合材料的微观结构、力学性能的影响。结果表明,Al2O3-SiO_2-TiO_2涂覆处理后的碳纤维的强度约为原始碳纤维的96.8%,涂层碳纤维在复合材料断裂过程中起到了较好的增韧作用,涂层处理后的3D-Cf/Si C复合材料的抗弯强度达303 MPa,断裂韧度达6.5 MPa/m1/2。 展开更多
关键词 三维碳纤维 Al2O3-SiO2-TiO2涂层 CF/SIC复合材料 力学性能
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石墨烯添加量对无压烧结石墨烯/碳化硅陶瓷复合材料性能的影响 被引量：5
2
作者 徐彬桓 林文松 +1 位作者 傅肃嘉 韩伟月 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期29-32,共4页
在碳化硅粉中添加质量分数为1%~5%的石墨烯,采用无压烧结工艺在2 190℃保温1h制备石墨烯/碳化硅陶瓷复合材料,研究了石墨烯添加量对复合材料物相组成、密度和力学性能的影响。结果表明:该复合材料由碳化硅相及少量石墨相组成;随着石墨... 在碳化硅粉中添加质量分数为1%~5%的石墨烯,采用无压烧结工艺在2 190℃保温1h制备石墨烯/碳化硅陶瓷复合材料,研究了石墨烯添加量对复合材料物相组成、密度和力学性能的影响。结果表明:该复合材料由碳化硅相及少量石墨相组成;随着石墨烯添加量的增加,复合材料的密度下降,相对密度变化较小,抗弯强度和断裂韧度先增大后减小,硬度下降;当石墨烯的质量分数为3%时,复合材料的抗弯强度为395 MPa、硬度为89HRA、断裂韧度为6.0 MPa·m1/2,综合力学性能最好。 展开更多
关键词 碳化硅 复合材料 石墨烯 无压烧结
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TiB_(2)、CNT双相增韧碳化硼复合陶瓷及其性能研究 被引量：2
3
作者 许森 林文松 +2 位作者 张虹 石健强 方宁象 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第4期716-722,共7页
在1500℃的真空条件下,通过液相渗硅法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了碳化硼/二硼化钛-碳纳米管(B_(4)C-TiB_(2)-CNT)陶瓷复合材料,对其成分、形貌、性能和增韧机理进行了分析表征和研究。结果表明:复合材料的主要组成相为B_(... 在1500℃的真空条件下,通过液相渗硅法(liquid silicon infiltration,LSI)制备了碳化硼/二硼化钛-碳纳米管(B_(4)C-TiB_(2)-CNT)陶瓷复合材料,对其成分、形貌、性能和增韧机理进行了分析表征和研究。结果表明:复合材料的主要组成相为B_(12)(C,Si,B)_(3)、SiC和Si。二硼化钛和碳纳米管显著提高了液相渗硅烧结碳化硼陶瓷的力学性能,在TiB_(2)和CNT的添加量分别为10%和0.4%时,复合陶瓷的弯曲强度和断裂韧性达到了(390±18)MPa和(5.38±0.38)MPa·m^(1/2),分别比B_(4)C陶瓷高了31%和53%。本文的研究从片状SiC颗粒和CNT的拔出、TiB_(2)的颗粒增韧以及裂纹的偏转等方面解释了B_(4)C-TiB_(2)-CNT复合材料的增韧机理。 展开更多
关键词 碳化硼 液相渗硅法 双相增韧陶瓷 二硼化钛 碳纳米管 陶瓷复合材料
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磷硅协同阻燃水性氯醚丙烯酸酯树脂的制备及性能
4
作者 邵详 张虹 +3 位作者 李晓明 张国军 黄勇杰 裴克梅 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期57-62,共6页
为提高水性丙烯酸树脂的阻燃性,本文采用硅烷偶联剂(KH550)改性处理的纳米SiO_(2)作为填料,并将其均匀地分散在甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯(PM2)改性氯醚丙烯酸酯水分散体中,搭配氨基树脂固化剂制备出水性磷硅/氯醚丙烯酸酯涂层,测试... 为提高水性丙烯酸树脂的阻燃性,本文采用硅烷偶联剂(KH550)改性处理的纳米SiO_(2)作为填料,并将其均匀地分散在甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯(PM2)改性氯醚丙烯酸酯水分散体中,搭配氨基树脂固化剂制备出水性磷硅/氯醚丙烯酸酯涂层,测试了涂层的力学性能、防腐性和阻燃性,并与纯丙烯酸酯涂层、PM2改性氯醚丙烯酸酯涂层的性能进行比较。结果表明,当改性纳米SiO_(2)占树脂固体质量的4%时,涂层力学性能最佳;改性纳米SiO_(2)的引入可显著增强复合涂层的耐腐蚀性;磷硅/氯醚丙烯酸酯涂层的极限氧指数达到25.3%、阻燃等级为HB;PM2改性氯醚丙烯酸酯涂层燃烧后表面呈多孔状,而磷硅/氯醚丙烯酸酯涂层燃烧后表面呈现致密状,二者阻燃机理存在差异;燃烧残炭率的结果显示磷硅/氯醚丙烯酸酯涂层中磷硅组分具有协同阻燃作用。 展开更多
关键词 协同阻燃 纳米二氧化硅 水性氯醚丙烯酸酯 磷硅/氯醚丙烯酸酯涂层
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烧结温度对反应烧结碳化硅组织与性能的影响 被引量：5
5
作者 巫红燕 张国军 王伟春 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期342-346,共5页
本文研究了1450、1550、1650℃不同烧结温度制备的反应烧结SiC材料的密度、硬度、抗弯强度、显微组织、显微硬度及断裂行为。结果表明:烧结温度对材料密度影响较小。低温反应烧结的SiC晶粒的晶体结构不够完整,存在亚晶界等缺陷,晶粒强... 本文研究了1450、1550、1650℃不同烧结温度制备的反应烧结SiC材料的密度、硬度、抗弯强度、显微组织、显微硬度及断裂行为。结果表明:烧结温度对材料密度影响较小。低温反应烧结的SiC晶粒的晶体结构不够完整,存在亚晶界等缺陷,晶粒强度较低,烧结材料的硬度和抗弯强度较低。高温反应烧结的SiC晶粒的晶体结构完整性增加,晶粒强度较高,烧结材料的硬度和抗弯强度较高。因此为了提高反应烧结碳化硅的力学性能,应该适当提高烧结温度或延长烧结时间。 展开更多
关键词 反应烧结 SIC 烧结温度 硬度 弯曲强度
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碳含量对反应熔渗法制备SiC晶须增强碳化硅陶瓷性能的影响研究 被引量：4
6
作者 刘东旭 侯红臣 +2 位作者 陈建军 傅肃嘉 方宁象 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第12期4007-4012,共6页
以SiC晶须作为增强体,通过酚醛树脂高温碳化裂解获得碳包覆的SiC晶须,与纳米碳化硅粉体、炭黑混合均匀形成复合陶瓷乙醇浆料。经过干燥、造粒、成型和排胶后获得SiCW-C-SiC素坯,利用反应熔渗法制备高体积分数的SiC晶须增强SiC陶瓷基复... 以SiC晶须作为增强体,通过酚醛树脂高温碳化裂解获得碳包覆的SiC晶须,与纳米碳化硅粉体、炭黑混合均匀形成复合陶瓷乙醇浆料。经过干燥、造粒、成型和排胶后获得SiCW-C-SiC素坯,利用反应熔渗法制备高体积分数的SiC晶须增强SiC陶瓷基复合材料。研究了碳黑含量对复合材料力学性能与显微结构的影响。通过扫描电镜照片显示,碳包覆的SiC晶须经高温反应熔渗后仍保持表面的竹节状形貌,且晶须与碳化硅基体间形成适中的界面结合强度,材料断口处有明显的晶须拔出;当炭黑含量为15wt%时,抗弯强度和断裂韧性达到最高值分别为315 MPa和4. 85 MPa·m1/2,比未加晶须的SiC陶瓷抗弯强度提高了25%,断裂韧性提高了15%;当炭黑含量为20wt%时,复合材料中残留部分未反应的炭黑,制约其力学性能的提高。 展开更多
关键词 SIC晶须 反应熔渗 碳包覆 碳含量 碳化硅复合陶瓷
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以Al-B-C为烧结助剂的SiC陶瓷热压烧结工艺 被引量：4
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作者 马瑞琦 施嘉辉 +3 位作者 刘东旭 方宁象 高明霞 陈建军 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期916-921,980,共7页
以SiC超细粉末为原料,Al粉、B粉和碳黑为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备了SiC陶瓷,重点研究了烧结助剂含量(4~13wt%)对SiC陶瓷物相组成、致密度、断面结构及力学性能的影响。除SiC主晶相外,X射线衍射图还显示了Al8B4C7相的存在;当烧结... 以SiC超细粉末为原料,Al粉、B粉和碳黑为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备了SiC陶瓷,重点研究了烧结助剂含量(4~13wt%)对SiC陶瓷物相组成、致密度、断面结构及力学性能的影响。除SiC主晶相外,X射线衍射图还显示了Al8B4C7相的存在;当烧结助剂的含量从4wt%增至13wt%时,扫描电镜照片显示陶瓷断面形貌从疏松结构变成致密结构,存在晶粒拔出现象;陶瓷力学性能随着烧结助剂含量的增加先升高后降低。当烧结助剂含量为10wt%时,SiC陶瓷的力学性能达到最高,抗弯强度为518.1MPa,断裂韧性为4.98MPa·m^(1/2)。Al、B和C烧结助剂在1850℃烧结温度下形成的Al8B4C7液相促进晶粒间的重排和传质,并填充晶粒间的气孔,提高了陶瓷致密度。 展开更多
关键词 SIC陶瓷 Al-B-C烧结助剂 热压烧结 微观结构 力学性能
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SiC纳米线增强反应烧结碳化硅陶瓷的性能研究 被引量：7
8
作者 曾凡 陈建军 +1 位作者 姜敏 方宁象 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期586-590,共5页
以单晶SiC纳米线作为增强体,碳化硅-碳为陶瓷基体,在1550℃下,采用反应烧结制备碳化硅基陶瓷复合材料(SiCnf/SiC)。结合X射线衍射、万能试验机和扫描电镜等检测和分析,研究SiC纳米线对复合材料的微结构和力学性能的影响。研究表明:与未... 以单晶SiC纳米线作为增强体,碳化硅-碳为陶瓷基体,在1550℃下,采用反应烧结制备碳化硅基陶瓷复合材料(SiCnf/SiC)。结合X射线衍射、万能试验机和扫描电镜等检测和分析,研究SiC纳米线对复合材料的微结构和力学性能的影响。研究表明:与未加入SiC纳米线的反应烧结碳化硅陶瓷相比,添加SiC纳米线的复合陶瓷的抗弯强度和断裂韧性都得到显著的提高,抗弯强度提高了52%,达到320 MPa(SiC纳米线含量为12wt%),断裂韧性提高了40.6%,达到4.5 MPa·m1/2(SiC纳米线含量为15wt%);反应后的SiC纳米线仍然可以保持原有的竹节状结构,且随着SiC纳米线的加入,复合陶瓷的断口可以观察到SiC纳米线拔出现象。但由于SiC纳米线"架桥"的现象,添加过量的纳米线会降低复合陶瓷的密度和限制复合陶瓷力学性能的提高。同时还讨论了SiCnf/SiC的增强机理。 展开更多
关键词 碳化硅复合陶瓷 SIC纳米线 反应烧结
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还原氧化石墨烯增强碳化硼陶瓷的制备与表征 被引量：1
9
作者 许森 方宁象 +2 位作者 张善伟 张虹 林文松 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第3期572-577,共6页
采用球磨混合、雾化造粒方法制备了氧化石墨烯/碳化硼(GO/B_(4)C)复合粉体,并将其在2100℃和30MPa压力下真空热压,得到了还原氧化石墨烯/碳化硼(rGO/B_(4)C)复合材料,使用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)等表征方法和三点... 采用球磨混合、雾化造粒方法制备了氧化石墨烯/碳化硼(GO/B_(4)C)复合粉体,并将其在2100℃和30MPa压力下真空热压,得到了还原氧化石墨烯/碳化硼(rGO/B_(4)C)复合材料,使用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)等表征方法和三点弯曲法以及排水法等测试方法对复合材料进行表面相分析和力学性能表征,研究了GO添加量对rGO/B_(4)C复合材料的弯曲强度和断裂韧性等力学性能的影响。结果表明,将稳定分散的GO/水悬浮液逐步加入到球磨中的B_(4)C浆料中,可以得到混合均匀的GO/B_(4)C复合粉体。在粉末浆料中加入质量分数为1.5%的GO,rGO/B_(4)C复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别为535 MPa和5.2 MPa·m 1/2,分别比B_(4)C陶瓷提高了72.6%和136%,有利于碳化硼陶瓷在军事防护领域的应用。并从石墨烯拔出、裂纹偏转和桥接等方面解释了rGO/B_(4)C复合材料的增韧机理。 展开更多
关键词 碳化硼 氧化石墨烯 陶瓷烧结 热压 断裂韧性 增韧机理
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绵白糖碳源反应烧结凝胶注模成型SiCw/B4C陶瓷组织与性能的研究
10
作者 余健 林文松 +1 位作者 徐彬桓 董曼茹 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第9期1679-1684,共6页
凝胶注模作为一种新型成型技术,具有成本低和净尺寸成型的优点。本文通过凝胶注模成型工艺制备SiCw/B4C复合陶瓷素坯。采用绵白糖作为碳源制备低粘度的陶瓷浆料,并加入不同质量分数的SiCw,通过反应烧结制备SiCw/B4C复合陶瓷材料。对所... 凝胶注模作为一种新型成型技术,具有成本低和净尺寸成型的优点。本文通过凝胶注模成型工艺制备SiCw/B4C复合陶瓷素坯。采用绵白糖作为碳源制备低粘度的陶瓷浆料,并加入不同质量分数的SiCw,通过反应烧结制备SiCw/B4C复合陶瓷材料。对所制备的陶瓷材料的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:绵白糖的加入降低了陶瓷浆料粘度并提高素坯抗弯强度,但是过量的绵白糖会对素坯结构造成破坏。SiCw加入有助于复合陶瓷材料力学性能的提高;当SiCw含量为12wt%时,B4C陶瓷材料抗弯强度为201 MPa,相比未加入SiCw的B4C陶瓷材料提高了24%。 展开更多
关键词 凝胶注模 碳化硅晶须 碳化硼复合陶瓷 反应烧结
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