低溫反應燒結制備碳化硅陶瓷材料及其結構與性能研究.pdf

1、RBSC是由SiC和fSi（某些情況下還含有少量的fc）組成的復合陶瓷，具有優(yōu)異的高溫強度、耐腐蝕、抗高溫熱震和抗氧化等性能。理論上，陶瓷材料的斷裂強度隨著晶粒尺寸的增大而降低。本課題通過降低燒結溫度來控制生成的SiC晶粒尺寸的長大，探索在低溫下反應燒結制備高密度、高性能RBSC的可能性，探討影響材料結構和性能的各因素及其規(guī)律，并總結材料顯微結構和性能之間的關系。試驗證明，在硅熔點以上30～60℃的低溫下進行反應燒結，完全可以制各出致密

2、的RBSC陶瓷材料。 本文采用干壓成型法用3.5μmSiC粉制備出素坯碳密度為0.91 g/Cm3，燒結密度為3.16g/Cm3的高密度RBSC材料；采用原位凝固成型法制備出斷裂強度為594MPa的RBSC材料。討論了各種工藝參數(shù)對素坯顯微結構和材料燒結密度的影響。原位凝固成型過程中，為得到高固低粘的料漿，本實驗對SiC微粉進行表面包覆改性處理。通過分析SiC微粉包覆改性前后紅外光譜、Zeta電位和固含量，討論了SiC微粉包覆

3、改性的效果。以1.2μmSiC包覆改性粉和碳粉采用原位凝固成型法獲得的泥漿固含量為59.04vol％，與未改性SiC粉相比提高了41％。研究發(fā)現(xiàn)：BRSC陶瓷材料的強度的最高峰值與燒結密度的最高峰值不重合，高密度RBSC的燒結體中由于含硅斑而導致力學性能不佳。RBSC處于中密度時fsi尺寸較小且均勻分布而使燒結體強度較高。 RBSC陶瓷材料的顯微硬度與燒結體密度相關。同一配方中，隨著坯體碳密度的增大，材料的顯微硬度增大。當燒結體密度一定