定向冷凍鑄造工藝制備層狀SiC多孔陶瓷的研究.pdf

1、仿珍珠貝鋁基復(fù)合材料具有層狀結(jié)構(gòu)，因而具有高強(qiáng)度、高韌性等優(yōu)良特點(diǎn)。層狀結(jié)構(gòu)多孔陶瓷作為具有代表性的仿珍珠貝鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)體，其制備工藝和孔隙結(jié)構(gòu)研究是制備高性能仿珍珠貝結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基礎(chǔ)。定向冷凍鑄造法對(duì)孔隙方向和結(jié)構(gòu)定向可控，且操作簡(jiǎn)單、成本低廉、環(huán)保，已成為制備層狀結(jié)構(gòu)多孔陶瓷的首選工藝。SiC/Al復(fù)合材料已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但高性能仿珍珠貝SiC/Al復(fù)合材料有待近一步研究。本文研究了層狀SiC多孔陶瓷，為下一步以層狀 Si

2、C多孔陶瓷為增強(qiáng)體制備仿珍珠貝 SiC/Al復(fù)合材料做準(zhǔn)備。以SiC為原料，水為溶劑，卡拉膠、分散劑、PEG、甘油為添加劑，采用定向冷凍鑄造法實(shí)現(xiàn)了層狀SiC多孔陶瓷制備，表征了層狀 SiC多孔陶瓷微觀孔隙形貌，總結(jié)了成孔機(jī)制，分析了各因素對(duì)層狀SiC多孔陶瓷微觀孔隙形貌的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴樣品隨著與冷源距離的增大，依次出現(xiàn)致密區(qū)、過渡區(qū)、層狀區(qū)，三個(gè)區(qū)分別呈現(xiàn)蜂窩狀、柱狀、層狀孔隙形貌，孔徑范圍在10~80μm。

3、成孔機(jī)制主要與溶劑的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)有關(guān)，而形成層狀孔隙的條件受固相含量、冷凍溫度、顆粒粒徑、甘油含量等因素影響。⑵固相含量由20vol.%增加到35vol.%時(shí)，孔隙率由68.8vol.%降低到了52.3 vol.%，孔徑從84μm減小到14μm，陶瓷壁厚從37μm增加到72μm；冷凍溫度為-5C時(shí)，孔隙呈現(xiàn)無序狀，低于-10C時(shí)呈現(xiàn)層狀孔隙形貌，冷凍溫度越低，孔徑越細(xì)小，-30C時(shí)平均孔徑為63μm；顆粒粒徑影響孔隙的輪廓線