反应烧结碳化硼碳化硅复合材料的研究

《反应烧结碳化硼碳化硅复合材料的研究》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、山东大学硕士学位论文摘要反应烧结碳化硅陶瓷材料具有优异的耐高温、抗氧化、抗热震、耐磨损、热膨胀系数小、热导率大和耐化学腐蚀等性能，广泛应用于冶金、建材、化工、国防等工业领域。虽然反应烧结碳化硅具有许多优点，但由于制品中较高的游离硅含量会增加制品的脆性，降低了制品的硬度。凝胶注模工艺是建立在传统陶瓷注浆成型技术和高分子化学理论的基础上的一种新的成型工艺，是通过有机单体聚合反应实现浆料的原位成型的净尺寸成型方法。凝胶注模工艺成型的坯体具有密度均匀、致密度高、强度大、可进行机械加工等特点．为了提高反应烧

2、结碳化硅的力学性能，本课题以碳化硼颗粒为增强相，采用凝胶注模成型工艺制备反应烧结B4C／siC复合材料。通过对低粘度、高固相含量碳化硼／炭黑／碳化硅浆料的制备技术以及凝胶注模成型工艺参数的研究，制备出了结构均匀、致密度高的反应烧结碳化硼／碳化硅复合陶瓷，并对坯体和烧结试样的力学性能及微观结构进行了测试分析。本文系统研究了碳化硼／炭黑／碳化硅料浆制备过程中不同碳化硅颗粒级配、碳化硼含量和碳化硼颗粒大小、球磨时间、料浆pH值、固相含量对瓣浆粘度的影响。制备出了固相含量高达55v01％，B4C含量为20

3、州％流变性能够满足凝胶注模工艺要求的碳化硼／炭黑／碳化硅料浆。通过改变引发剂用量、环境温度以及缓凝剂用量可以控制聚合反应的诱导期，从两保证浇注过程的顺利进行，有利于制备均匀性好、致密度高的反应烧结B4C／siC陶瓷坯体．通过对凝胶注模成型反应烧结碳化硼／碳化硅坯体及烧结试样的性能研究表明；坯体的线收缩率随固含量及碳化硼含量的增加丽降低；弯曲强度随着圆含量的增加而增大，当固含量为55v01％时强度达到“．3MPa。烧结体的密度随着碳化硼含量的增加而下降；试样的断裂韧性随碳化硼含量的增加而呈现先增加后

4、减小的趋势。当碳化硼含量为lO帆％时，断裂韧性达到最大值5．啪a．m垤：烧结体的硬度随着碳化硼含量的增加而增加，当碳化硼含量达20州=％时，硬度达到94．5l狂lA。坯体和烧结试样的显微结构分析发现，凝胶注模坯体颗粒堆积致密，均匀分散，烧结试样的显微结构均匀致密，具有良好的微观性能。对烧结体的x射线衍V山东大学硕士学位论文射分析说明，烧结体的晶相组成为舡SiC、Si、B—SiC和B4C，没有发现未参加反应的碳。关键词：凝胶注模成型反应烧结B‘C／siC复合材料Ⅵ山东大学硕士学位论文岫班o、蜘inc

5、∞勰ing诵mthe∞n七entofB4C．Wh％thccom锄tofB4Ci5lO州％，me瑚xim眦丘act眦tou咖螂sof伽pos沁is5．07Ⅷ’a．m忱．neha】咖嘲ofsinteredbodi铭i∞嵋髂铭1Ⅳilhthein嗽蠲iIlgofB4Ccont腽L’Iheh砌n髂si8越high锄94．5m认wh∞thecontentof＆Cis20州％．Themicroscopiccx硼nir埘onshowsthcgreenbodyandsintereds锄pka∞h伽∞gcn∞腿an

6、dden∞．11lepriI虻ip王eph嬲ofRBSCa托SiC锄dSi，删ch懈i玎Vestig曲edbyⅪtD锄dthelln·坞actedcarbonblackw鹤notfound．Keywor凼：Gel-c鹪tin吕r∞cti佃-sil此riI强B4C／SiC㈣positcⅧ原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均

7、己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：望堑日期：．丝z!!关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：望垫导师签名：三芝日期：=：：：!：y山东大学硕士学位论文1．1研究

8、背景第一章绪论碳化硅(SiC)是一种重要的工程材料，具有优异的耐高温、抗氧化、抗热震、耐磨损、热膨胀系数小、热导率大和耐化学腐蚀等性能。因此，碳化硅材料已被广泛应用于各种领域【11。反应烧结碳化硅是在高温下液硅渗入含碳坯体，并与碳反应生成碳化硅，然后再对坯体进行烧结．用反应烧结工艺制备碳化硅，秉承了碳化硅陶瓷的优异性能，而且反应烧结具有工艺简单，烧结时间短，烧结温度低，净尺寸烧结等优点，使得反应烧结碳化硅成为一种最早实现大规模工业应用的结构陶瓷，具有广阔的应用前景【2叫。虽然反应烧