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时间:2019-03-01
《反应烧结制备高强sic_wsic材料的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要本课题将SiCw引入反应烧结碳化硅(RBSC)体系,提出了一种制各高SiCw含量SiCw/SiC复合材料的思路,研究了材料制备工艺对siCw/SiC复合材料显微结构的影响,讨论了SiCw/C坯体的反应烧结机理,对材料显微结构与力学性能的相关性作了研究。研究了材料的低温烧结过程,对SiC、v烧结时的溶解以及SiO2杂质对材料烧结的影响作了深入的讨论:采用在原料中掺入纳米B.SiC微粉,使其优先溶解而起到保护Sicw的作用。烧结温度控制在l550℃以下,烧结时间在5min以下。由此而制备了SiCw含量约为25v01%
2、,密度为2789/cm3的SiCw/SiC/Si复台材料。材料的抗折强度为287MPa,断裂韧性为55MPa·m“2。观察了材料断口的形貌,晶须的桥联和拔出是SiCw/SiC复合材料的主要增韧机制。对比了高温烧结时掺加sic、v和sic颗粒的烧结情况,并在剥两种坯体的孑L结构特征的分析的基础上.建立了一个烧结模型,说明了SiCw对材料烧结的促进作用。研究了高温烧结材料中游离Si含量,晶粒尺寸以及游离C和气孔对材料强度的影响,对比了所得材料与传统RBSC材料的显微结构和力学性能的差别,在高温烧结下制各了密度为3.12g
3、/cm3,强度为525MPa的材料,比传统RBSC材料提高了50%,材料中更低的气孔率和更高的密度是强度提高的主要原因。关键词:SiC。,反应烧结,微观结构,力学性能AbstractSlCwhIskerISlncorporatedIntherawnlaterlal0freacti011bondcdsiliconcarbide(RBSC)tOprepareSiCw/SiCcornpoSites.Theeffectof'fabricationprocess0nthemicl+ostructureandthepropert
4、iesoftheSinteredbodyareinvestigatedinthiSpaper.BasedontheresearchresultsOntheSinterprocess,itisCOncludedthattheSiCwhiskersolverapidlyevenat1450℃.SothesintertemperatureofthematerialarecontrolledtOunder1450℃,thesinteredtimeunder5min.Sinteredmaterialhasadensityof2
5、.789/cm3.abendingstrengthof287MPaandfracturetoughnessof5.5MPa’n11“.Theeffe—ctOfSi02ontheinfiltrationoftheliquidSiintotheSiCw/Cpreformisa[sodiscussedinthepaper.Withthecomparisonbetweenthesinterdensitiesofdifferentcarbondensitybodyunderhightemperature,itiSconclud
6、edthattheincorporationoftheSiCwhiSkerhasagoodeffectontheinfiltrationprocess.ThegasproducedinthesinteredprocesscaneasilygiveoffthroughtheporemicrostructureofSiCw/Cpreform.Itisinvestigatedintilepaperthecorrelationbetweenthemicrostructureandthemechanicalproperties
7、,thatiS,theeffectOfthecontentoffreecarbon,freesilicon,poreandgranulesizeonthebendingstrengthOftilematerial.Under1800℃,weobtainmaterialwithadensityof3t2g/cnl3,bendingstrengthof522MPaItiSconSideredthattheincreaseofthebendingstrengthofthematerialobtaineduponthetra
8、ditionalRBSCmaterialby50%iSmainlyowingtoahigherdensityandalowerporositythantheRBSCmaterialKeyWOrdS:SiC、vhisker,rcjIctionbonded,inicrOStructurcmechanicalProperties武汉理l。人’‘f’f
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