氮化硅添加对定向梯度多孔碳化硅陶瓷制备的影响

《氮化硅添加对定向梯度多孔碳化硅陶瓷制备的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、氮化硅添加对定向梯度多孔碳化硅陶瓷制备的影响#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：利用高温重结晶工艺以氮化硅做造孔剂成功制得定向梯度多孔碳化硅陶瓷，研究Si3N4添加量对定向多孔碳化硅陶瓷组织结构和性能的影响。结果表明通过添加Si3N4获得的多孔碳化硅陶瓷具有气孔率高、从底部到顶部的孔径尺寸和孔密度连续梯度分布、气孔定向排列的特点。随着Si3N4含量增加，烧失率逐渐增大、多孔碳化硅陶瓷中颗粒趋于圆润、孔隙也逐渐减小、颗粒之间的连接更加紧密。X衍射分析表明

2、，形成的碳化硅晶体为α-SiC（6H）晶体。随氮化硅含量从0%增加到15%，多孔碳化硅陶瓷的总气孔率从38.7%增加到45.1.%，而强度则从38.2MPa降低到33.1MPa。关键词：碳化硅；多孔陶瓷；高温再结晶中图分类号：V254.2EffectofNitrideadditionondirectionalgradientporoussiliconcarbideceramicsLIUBobo,YANGJianfeng(StateKeyLaboratoryforMechanicalBehaviorofMaterials,Xi’anJ

3、iaotongUniversity,Xi’an,710049)Abstract:ThedirectionalSiCporousceramicsbythehigh-temperaturerecrystallizationprocessusingsiliconnitrideasporeformationagent.AndtheeffectofSi3N4ondirectionalmicrostructureandperformanceofporoussiliconcarbideceramicwasexaminedbyXRD,SEManal

4、ysis.Theresultsshowedthattheobtainedsiliconcarbideceramichadhighporosity,continuousgradientdistributionofporesizeandporedensityfromthebottomtothetop,indicatedthecharacteristicsofalignedholesbytheaddingSi3N4.WiththeSi3N4contentincreased,therateofweightlossincreased,andt

5、hesiliconcarbideparticlestendtobecomerounded,poresizealsodecreases,theconnectionbetweentheparticlesbecamemorestrong.X-raydiffractionanalysisshowedthediffractionpeakofthesiliconnitridecrystalofα-SiC(6H).WiththeSi3N4contentincreasesfrom0%to15%,totalporosityincreasefrom38

6、.7%to45.1%withtheincreasedsiliconnitridecontent,andstrengthdecreasedfrom38.2MPato33.1MPa.Keywords:SiC;Porousceramics;Hightemperaturerecrystallization0引言梯度材料是一种在结构、成分或者结构和成分两者都同时发生梯度过渡变化的工程材35料[1-3]，梯度多孔碳化硅陶瓷是典型的梯度材料，具有优异的性能，如高硬度、好的高温强度、优异的高温抗氧化性、稳定的化学性能及低的热膨胀系数等，被广泛

7、应用于装甲材料、生物医学材料、梯度过滤材料及表面功能覆盖材料等方面[4-8]。梯度多孔陶瓷相比普通均匀多孔陶瓷具有高的过滤效率和较小的气、液体通过时的压降及较高的陶瓷强度，尤其是具有定向孔结构的梯度多孔陶瓷，过滤效率更高，还具有良好机械强度，因此定向孔结构的梯度40多孔陶瓷备受人们的关注和研究[9,10]。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

8、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-目前，在制备多孔碳化硅陶瓷得到广泛应用的造孔剂、发泡剂主要有锯末、碳粉、石墨、淀粉、糊精