烧结温度对pvt制备定向多孔碳化硅陶瓷组织和性能的影响

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1、烧结温度对PVT制备定向多孔碳化硅陶瓷组织和性能的影响#刘波波，杨建锋**51015202530（金属材料强度国家重点实验室，西安交通大学，西安，710049）摘要：对于碳化硅高温再结晶工艺获得的定向多孔碳化硅陶瓷，研究了烧结温度对材料组织结构和性能影响。结果表明在低于2050℃的温度烧结时，获得的多孔陶瓷为近似各向同性的均匀多孔结构。烧结温度超过2150℃时，定向多孔碳化硅陶瓷开始形成，随着温度的增加烧失率增加，轴向弯曲强度大于径向弯曲强度，径向强度值先稍微增加后下降。在0.3-0.5×1

2、05Pa的Ar气氛、烧结温度2300℃和时间2小时的条件下，对自由堆积松散成型的碳化硅样品进行烧结，可获得气孔形态和晶粒取向沿轴向定向排列的多孔碳化硅陶瓷，其气孔率高达63.2%，轴向与径向的强度比为5.34-5.69。关键词：碳化硅；多孔陶瓷；高温再结晶中图分类号：V254.2EffectsofSinteringTemperatureonPreparationofDirectionalPorousSiliconCarbideCeramicMicrostructuresandProperties

3、viaPVTLIUBobo,YANGJianfeng(StateKeyLaboratoryforMechanicalBehaviorofMaterials,Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an,710049)Abstract:ForthedirectionalSiCporousceramicsobtainedbythehigh-temperaturerecrystallizationprocess,effectsoffiringtemperatureonthemicrost

4、ructureandmechanicalpropertieswereinvestigated.TheresultsshowedthattheporousSiCceramicsporousceramicsobtainedwastheapproximateisotropichomogeneousporousstructurewhenthefiringtemperaturewasbelow2050℃,.Whenthetemperatureexceeded2150℃,theformationoforie

5、ntationofporoussiliconcarbidebegan,andasthetemperatureincreased,theweightlossincreased,andtheaxialbendingstrengthbecamehigherthantheradialvalue,whichwasslightlyincreasedfollowedbydecrease.WithconditionofanAratmosphereof0.3-0.5×105Pa,thesinteringtempe

6、ratureof2300℃andsoakingtimeof2hours,thelooselypackedsiliconcarbidesamplesweresinteredandorientedporoussiliconcarbideceramicswithaxiallyalignedporeandgrainwereobtained.Theporosityreachedto63.2%,andtheratioofaxialandradialstrengthwas5.34-5.69.Keywords:

7、SiC;Porousceramics;Hightemperaturerecrystallization350引言定向多孔SiC陶瓷是气孔具有定向分布的一类多孔SiC陶瓷，特殊的组织结构决定了其在高温和低温流体过滤、催化剂载体和复合材料等方面具有广阔的应用前景，得到了广泛的关注[1-3]。传统的多孔SiC陶瓷制备方法，包括氧化粘结法、燃烧合成法、聚碳硅烷转化法、40碳热反应、化学气相浸渍与反应、溶胶凝胶/碳热还原和液Si渗入法等[4-6]都不足以制备出具有气孔定向分布的结构，另一方面大量添加剂的

8、使用也极大限制了SiC材质性能的发挥，也基金项目：国家教育部博士点专项基金（项目编号：20100201110036），国家自然科学基金（项目编号：51272205,51072157）作者简介：刘波波（1983-），男，博士生，主要研究方向：PVT制备高致密SiC的研究通信联系人：1965-，男，教授，博士生导师，主要研究方向：氮化硅多孔陶瓷.E-mail:yang155@mail.xjtu.edu.cn-1-限制了材料的使用前景。高温再结晶烧结制备多孔碳化硅主要依靠碳化硅的高温分解蒸发和在低蒸