無(wú)壓燒結(jié)制備SiC基復(fù)合陶瓷材料及管材研究.pdf

1、本文主要以SiC為基體材料,分別引入Al2O3、Al2O3/Y2O3、Mullite為燒結(jié)助劑,采用冷等靜壓成型、無(wú)壓燒結(jié)工藝制備SiC-Al2O3、SiC-Al2O3/Y2O3及SiC-Mullite復(fù)合陶瓷塊體材料,采用X-ray衍射、SEM等分析方法以及三點(diǎn)彎曲、單邊切口測(cè)斷裂韌性、維氏硬度等測(cè)試手段系統(tǒng)地分析了燒結(jié)助劑種類、添加量及燒結(jié)工藝對(duì)SiC基陶瓷復(fù)合材料的物相、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱學(xué)性能的影響規(guī)律。
　　研究表明

2、,經(jīng)200MPa/100s冷等靜壓成型后,SiC-Al2O3體系的較佳燒結(jié)工藝為2100℃/2h,致密度隨燒結(jié)助劑Al2O3加入量的增加而增大, Al2O3加入量為20％時(shí)可得到最大致密度為93%的燒結(jié)體,該組分材料的強(qiáng)度、韌性、模量、硬度值分別為:465.9MPa、8.15MPa·m1/2、502.5GPa、28.6GPa。該體系材料的熱膨脹系數(shù)隨燒結(jié)助劑加入量的增加而上升,在測(cè)試溫度為200～1200℃范圍內(nèi)得到的系數(shù)在4.22～4

3、.65×10-6K-1。
　　為得到更好的燒結(jié)體,研究以Al2O3/Y2O3為燒結(jié)助劑。材料的致密度隨燒結(jié)助劑加入量的增加而增大,當(dāng)加入15%、燒結(jié)工藝為2000℃/2h時(shí)制得致密度為94.3%、強(qiáng)度、韌性、模量、硬度值分別為419.1MPa、8.5MPa·m1/2、313.4GPa、20GPa的燒結(jié)體,熱膨脹系數(shù)隨燒結(jié)助劑加入量的增加而上升,在測(cè)試溫度為200～1200℃范圍內(nèi)測(cè)得在4.22～4.65×10-6K-1依次增加。在

4、該組分配比方案的基礎(chǔ)上加入粘結(jié)劑造粒來(lái)提高生坯的加工性,最后制備出致密度為85%的陶瓷管。
　　之后又研究了加入Mullite作為燒結(jié)助劑,燒結(jié)工藝為2000℃/2h。材料的致密度隨燒結(jié)助劑加入量的增加而增大,當(dāng)加入40%時(shí)得到致密度、強(qiáng)度、韌性、模量、硬度值分別為95.5%、363.8MPa、5.14MPa·m1/2、203GPa、12.3GPa的燒結(jié)體,熱膨脹系數(shù)在測(cè)試溫度為200～1200℃范圍內(nèi)測(cè)得3.86～3.97×10