用有机硅树脂yr3370连接rbsic陶瓷与高强石墨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第36卷增刊3稀有金属材料与工程Vo1．36，Supp1．32007年9月RAREME11ALMATERIALSANDENG1NEERINGSeptember2007用有机硅树脂YR3370连接RBSiC陶瓷与高强石墨原效坤，李树杰，张听(北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100083)摘要：以一种聚硅氧烷类有机硅树脂YR3370(GEToshibaSilicones)为连接剂，连接了反应烧结SiC(RBSiC)陶瓷和高强石墨。连接件在1100～1400℃的99．99％N2气流

2、中进行热处理。用x射线衍射仪和红外光谱仪分析有机硅树脂YR3370裂解产物的结构和变化，用扫描电镜观察连接件的显微结构，用材料试验机测定连接件的三点弯曲强度。连接温度为1300℃时，连接件的三点弯曲强度达最大值18_3MPa，为石墨母材强度的45．8％。连接层是有机硅树脂YR3370裂解生成的无定形SiOyC：陶瓷，其结构连续均匀致密，厚度在2～5m之间。连接机理是无定形Si0c：陶瓷对RBSiC和石墨基体的无机粘接作用。关键词：特种连接：有机硅树脂：SiC陶瓷；石墨中图法分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1002—185

3、X(2007)$3—044．05陶瓷基复合材料(CeramicMatrixComposites，行抛光处理后放置在无水乙醇中进行超声波清洗。CMCs)是在陶瓷基体中引入第二相材料，并使之增强、所采用的高强石墨为圆柱形棒材，尺寸为~10咖增韧的多相材料，它可以克服单相陶瓷材料所固有的×20mm，密度为1．8g／cm，表面显气孔率低于10％。脆性和不可靠性。SiC陶瓷基复合材料具有高温强度将高强石墨的连接面在1500金刚砂磨盘上进行抛光高、耐腐蚀、硬度高和密度小等优点，是非常理想的处理后放置在无水乙醇中进行超声波清洗。高温结构材料，在

4、航空航天飞行器、能源工业和汽车所采用的有机硅树脂YR3370(GEToshiba工业等领域中有着广阔的应用前景⋯。Silicones)为淡黄色透明脆性固体，摩尔质量约7先进的连接技术使尺寸大而形状复杂的陶瓷基复kg／mol，25℃时密度为1．036g／cm，软化点为86℃合材料零部件的制造成为可能，还可以大大降低制造左右，在惰性气体中高温裂解生成无定形SiOC陶瓷成本。同时，连接技术还可以修复受损的陶瓷基复合并伴有19％左右的失重[4】。将有机硅树脂YR3370溶材料零部件并延长其使用寿命。已有的报导【2】以研究解到无水乙醇中形成

5、饱和溶液，并通过超声波将SiCf／SiC陶瓷基复合材料的连接为主，并且出于成本2．5％(质量分数)的硅烷偶联剂SilquestA．1100(GE因素，以SiC陶瓷基体模拟SiC纤维，所以实质上是ToshibaSilicones)均匀分散到该饱和溶液中，以形成连研究SiC陶瓷基体的连接，对cf／sic陶瓷基复合材料接剂。的连接及其所涉及的碳纤维和SiC陶瓷的异种母材连将连接剂涂抹到经过抛光的RBSiC和石墨端面，接报导较少。对接在一起形成夹心结构。本实验采用新型的聚硅氧烷类有机硅树脂对华翔HZS25型真空烧结炉进行了可以通N2气YR

6、3370为连接剂，连接了反应烧结碳化硅(RBSiC)与流的改装，连接件在N2气流中于180℃保温1h，使高强石墨，通过以石墨的层状结构模拟碳纤维的结有机硅树脂发生低温交联，随后以5~C／min的速率升构p】，为用聚硅氧烷连接Cf／SiC陶瓷基复合材料提供温到1100～1400℃的温度并保温1h以使有机硅树脂技术和理论参考。发生高温裂解，最后随炉冷却。用RigakuD／max2200PC型x射线衍射仪测定有1实验机硅树脂YR3370的裂解产物的相组成，用Nicolet所采用的RBSiC陶瓷为圆柱形棒材，尺寸为~10750／950型红

7、外光谱仪测定连接剂在不同温度下裂解mmX20mm，密度为3．0g／cm，表面显气孔率低于产物的红外光谱，用JEOLJSM．6700F型场发射扫描2％。将RBSiC陶瓷的连接面在1500金刚砂磨盘上进电镜观测连接层及其与母材的界面结构，用收稿日期：2006—10．20基金项目：中国航空基础科学基金资助(03H51024)和国家自然科学基金资助(50271003)作者简介：原效坤，男，1974年生，博士生，北京航空航天大学，北京100083，电话：010-82317121维普资讯http://www.cqvip.com增刊3原效坤等：

8、用有机硅树脂YR3370连接RBSiC陶瓷与高强石墨·45·Instron5544型材料试验机测定连接件的三点弯曲强连接件的三点弯曲强度随连接温度变化的情况如度。图4所示。当连接温度(即有机硅树脂YR3370在热处理工艺中的裂解温度1为1300℃时