炭质原料对C-SiC-B_4C复合材料性能和微观结构的影响.pdf

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1、第39卷第2期湖南大学学报(自然科学版)Vol

2、39，No．22O12年2月JournalofHunanUniversity(NaturalSciences)Feb．2012文章编号：1674—2974(2012)02—0060-06炭质原料对C-SiC-BC复合材料性能和微观结构的影响陈石林，黄健，李姗姗，刘会忠，叶崇(湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082)摘要：分另·1采用鳞片石墨、生石油焦和煅后沥青焦为基体炭质原料，以酚醛树脂作为粘结剂，掺入定量SiC，BC陶瓷相，通过模压成型(14

3、OMPa1min)制备弥散型C-SiC—BC复合材料．研究了原料种类及含量对C—SiC—BC复合材料性能和显微结构的影响．研究表明：C—SiC—BC复合材料的性能和显微结构与基体炭质原料的种类和含量有关，生焦的微观结构以流线型为主，以生石油焦为原料制备的复合材料抗压强度最高，达到226MPa；煅后沥青焦的显微结构以镶嵌型居多，制备的样品导电性较差，抗氧化能力最弱；以晶态鳞片石墨为原料制备的复合材料显示出了较低的电阻率和较好的抗氧化性能．关键词：C—SiC-BC复合材料；制备；性能；微观结构中图分类号：

4、TB332文献标识码：AInfluenceofCarbonMaterialsonthePropertiesandMicrostructureofC—SiC—B4CCompositeCHENShi—lin，HUANGJian，LIShan—shan，LIUHui—zhong，YEChong(CollegeofMaterialsScienceandEngineering。HunanUniv，Changsha-Hunan410082，China)Abstract：C-SiC—B4Ccompositeswer

5、epreparedbyusingamixtureofphenolicresinbinder，SiC，B4C，flakegraphite，greencokeandcalcinedpitchcokeastherawmaterialsforuniaxialcompression．Theinflu—enceoftherawmaterialsontheperformanceandmicrostructureofC—SiC—B4Ccompositeswasinvestiga—ted．Theresulthassho

6、wnthattheC—SiC—B4Ccompositespreparedwithrawmaterialsofgreencokepos—sessexcellentcompressivestrength，whilethosepreparedwithrawmaterialsofflakegraphitepresentthelowestresistivityandthebestoxidationresistance．Keywords：C—SiC—B4Ccomposites；preparation；proper

7、ties；microstructureC_siC—BC复合材料在高温氧化环境下具有优和性能不同，对最终复合材料产品性能和结构有较良的自愈合抗氧化性已经成为研究的热点，被广泛大的影响_6]．因此，原料的选择是C—SiC—BC复合应用于机械化工及航空航天领域_1]．C—SiC-BC材料制备中至关重要的一个环节，国内外关于这方复合材料中，炭质原料作为炭／陶复合材料的基体部面的研究报道较少．研究基体炭材料种类及其含量分，保持了炭素材料原有的一些优良性能，但是基体对于进一步开发C-SiC—BC复合材料的应用具有

8、重炭材料的种类繁多，性能差别各异，不同原料的结构要的意义．收稿日期：201卜05—12作者简介：陈石林(1967一)，男，湖南邵阳人，湖南大学副教授，博士十通讯联系人，E-mail：chenshilinhuda@sina．tom62湖南大学学报(自然科学版)2．2原料对C-SiC-BC复合材料气孔率及抗压强从而使样品的开口气孔率增加，抗压强度随之降低．度的影响另外，图2中显示出相同炭相含量的情况下，对材料的气孔率和强度是评价材料机械性能的重应样品显气_孔胄皇率强的幽大小顺序依次为鳞片石墨<石油要标准之

9、一．通常情况下，材料的气孑L率越低，强度焦<沥青脚焦狮啪，抗m压啪强m度舳高∞∞低顺序依次为石油焦>沥越高，表征材料抵御外部破坏的能力也较强．图2为青焦>鳞片石墨．出现这种规律的原因主要有两点：三种原料制备的C—SiC—BC复合材料的显气孔率和一方面，石油焦和沥青焦等无定形炭的显微结构中抗压强度．缺陷较多，致密程度低，鳞片石墨为层状结构，在模压过程中，大多数鳞片石墨会按层状择优取向，致密化程度较高．生石油焦含有一定量挥发份，具有较好的自烧结性，因而烧结过