反應(yīng)熱壓燒結(jié)制備SiC-Si3N4復(fù)合材料及抗熱震性能的研究.pdf

1、SiC/Si3N4復(fù)合材料具有熱膨脹系數(shù)低、熱導(dǎo)率高、力學(xué)性能優(yōu)良、抗氧化及侵蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能用于航空航天、電力和石化等諸多領(lǐng)域。
　　本文以 Si3N4微粉、Si粉、C粉為原料，MgO和 Y2O3為燒結(jié)助劑，采用反應(yīng)熱壓燒結(jié)工藝制備了SiC/Si3N4復(fù)合材料。采用 X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、三點(diǎn)彎曲和單邊切口梁法等分析測(cè)試方法，系統(tǒng)研究了Si和 C的添加量以及燒結(jié)溫度對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律。并且研究了S

2、iC/Si3N4復(fù)合材料的抗熱震性能，初步探討了該復(fù)合材料的抗熱震機(jī)理。
　　相對(duì)密度測(cè)試表明，隨原料中 Si和 C的加入量逐漸增多，材料的致密度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)；在Si3N4的分解溫度以下，材料的致密度隨燒結(jié)溫度的升高呈逐漸增加的趨勢(shì)。
　　XRD測(cè)試結(jié)果表明，燒結(jié)溫度低于1800℃時(shí)，制備的SiC/Si3N4復(fù)合材料由α-Si3N4、β-Si3N4和 SiC三相組成；當(dāng)燒結(jié)溫度高于1800℃時(shí)，材料中只有β-Si

3、3N4和SiC兩相。
　　力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，隨原料中 Si和 C的加入量增多，材料的抗彎強(qiáng)度與斷裂韌性呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，而硬度呈先增大后平穩(wěn)變化趨勢(shì)，在Si和C加入量為5 wt.％時(shí)，材料的綜合力學(xué)性能相對(duì)最優(yōu)；隨燒結(jié)溫度的升高，Si和C加入量為5 wt.％的材料的抗彎強(qiáng)度與斷裂韌性不斷增加，而硬度呈先增大后平穩(wěn)變化趨勢(shì)，當(dāng)燒結(jié)溫度為1850℃時(shí)，材料的綜合力學(xué)性能相對(duì)最優(yōu)。
　　SEM分析表明，SiC/Si3N