反应熔渗法制备sic陶瓷材料及其结构与性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要RBSC是由SiC和岛(某些情况下还含有少量的fc)组成的复相陶瓷。由于si的熔点不高，化学稳定性较差，RBSC陶瓷不能在超过Si熔点的温度下使用，材料的高温力学性能、耐腐蚀性能以及导电性等也不同程度地受到了影响。为改善这些性能，必须有效控制材料中fsi的含量和分布状态。本课题探索制备低fSi含量RBSC材料的可能性，探讨影响材料结构和性能的各因素及其规律，并总结材料显微结构和性能之间的关系。本文用干压成型法分别制备出了密度为3．17g／em3和断裂强度为625MPa的高密度RBSC材料。讨论了各种工艺参数对素坯显微结构和材料

2、烧结密度的影响。实验结果表明：平均孔径约为0．靴m且具有双峰孔径分布的坯体有利于渗硅的顺利进行；适当提高烧结温度有利于促进反应的彻底进行；对原料进行提纯处理有利于材料断裂强度的提高。研究发现，由于含氧量较高，过细SiC粉作为原料时难以制得高力学性能材料；并非RBSC陶瓷的密度越高材料强度越大，烧结密度为3．10g／cm3时，材料断裂强度最大．随着烧结密度的增加，RBSC陶瓷材料的断裂强度先增加后降低，在增加阶段，断裂强度与fsi体积含量近似呈线性关系；岛越细小，分布越均匀，材料断裂强度越高；通常晶粒尺寸越小RBSC陶瓷材料断裂强度越高。RBSC陶瓷材料在

3、常压下具有优良的抗氧化性能，氐含量越低，抗氧化性能越好；岛含量相同时，材料晶粒越大，抗氧化性能越好．RBSC陶瓷材料耐除l-IF外其它酸的腐蚀能力较强，但材料耐HF和强碱腐蚀能力较差；高密度材料耐化学腐蚀性能显著优于中等密度材料；含少量屯的高密度RBSC陶瓷材料耐腐蚀性能优于同等密度致密材料，在酸中尤其显著。RBSC陶瓷材料中岛含量越高材料导电性越好，这可能与所用金属si的纯度有关；材料晶粒越细小导电性越差。研究证实，降低RBSC陶瓷中fsi含量或提高其在基体中分布的均匀性，以及减少材料中的结构缺陷，均有利于改善材料的性能；高密度材料的腐蚀试验结果显示，

4、通过提高材料密度的途径来改善RBSC陶瓷材料在si熔点以上温度下的力学性能是不现实的。关键词：反应烧结SiC，显微结构与性能，断裂强度，抗氧化性，耐腐蚀性武汉理工大学硕士学位论文AbstractReaction-bondedSiliconCarbide(RBSC)isamultiplephaseceramiccomposedwithSiCandfreeSilicon,andinsomesituationitcontainsfreeCarbonaswell．ThemeltingpointofSiliconisnothighanditschemicalsta

5、bilityisnotwelleither,soRBSCceramic啪notbeusedattemperatureabovethemeltingpointofSilicon．Andperformanceofthematerials，suchasmechanicalperformanceathightemperature，corrosionresistanceandresistivity,hasbeenaffectedtoo．Inordertoimprovetheseperformances,wemustcontrolthecontentanddistr

6、ibutioneffectively．ThepurposeofthissubjectstudyistoexplorethepossibilitytoprepareRBSCmaterialswhoseperformancesaredifferentfromthecommonones，andtodiscusstheinfluencingfactorstothemicrostructureandperformanceofmaterialsandthereregularity．Anotherpurposeofthisstudyistogeneralizether

7、elationshipbetweenmicrostructureandperformanceoftheRBSCceramicmaterials．Inthispaper,TheRBSCceramicshadbeenpreparedbydrypressing,whichexhibitdensityof3．17酢mjorfracturestrengthof625MPa．1nheinfluenceofprocessingparametertomicrostmctureofgreenbodyanddensityoftheceramicswerediscussed．

8、Resultsoftheexperimentindicatethatsuitab