碳化硅基纳米复相陶瓷粉体的分散、超高压成型及无压烧结

《碳化硅基纳米复相陶瓷粉体的分散、超高压成型及无压烧结》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、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要碳化硅陶瓷具有低密度、高硬度、高强度等优异的力学性能和化学稳定性，作为室温和高温结构陶瓷材料在化工、航空航天等领域有着广泛的应用。坯体的微观结构、均匀程度、气孔分布等影响着烧结体的性能，制备高致密度、微观结构均匀的坯体有利于纳米陶瓷的烧结。本文通过在稳定分散条件下混合纳米粉体，利用两面项超高压设备，结合冷等静压成型来制备高致密度(>60％)、结构均匀的纳米碳化硅陶瓷坯体，利用无压烧结在较短的时间内获得了高致密度细晶碳化硅陶瓷。利用激光粒度分析、SEM、Zeta电位仪等研究了超声震荡和HF酸洗处理对悬浮液中碳化硅纳米粉

2、体颗粒尺寸和Zeta电位的影响：通过沉降实验分别研究了碳化硅纳米粉体和氮化硅纳米粉体在乙醇、75％乙醇+25％乙二醇、50％乙醇+50％乙二醇、25％乙醇+75％乙二醇及乙二醇五种分散介质中不同pH条件下分散稳定性。用激光粒度分析对沉降高度和悬浮液纳米颗粒粒径的关系。得出了实现碳化硅纳米粉体和氮化硅纳米粉体共稳定分散的条件。发现在稳定悬浮液中长时间浸泡有利于降低纳米粉体的团聚。研究了超高压成型纳米碳化硅基陶瓷坯体的制备工艺，通过粉体混合一干压—冷等静压一超高压成型制备了微观结构均匀、高致密度(>60蜘的SiC纳米陶瓷坯体。利用SEM，EDs对坯体内部微观结

3、构和元素分布均匀度进行了研究。在流动N2中，无压烧结了以不同含量的A1203和Y203为烧结助剂的超高压成型和冷等静压成型的坯体，测量了烧结体密度、洛氏硬度，并分别用XRD和SEM对烧结体的成分和微观结构、断面形貌进行分析、观察。讨论了烧结温度、烧结助剂含量及超高压成型对纳米碳化硅烧结体性能的影响。实验证明，超高压成型可以显著提高纳米陶瓷坯体的相对致密度，而有利于获得致密度更高的烧结体。超高压成后的坯体内部存在较大应力，有助于在烧结过程中抑制晶粒生长。在1900℃对超高压成型坯体无压烧结，保温0．5h获得了相对致密度>98％，晶粒尺寸在200hm左右的细晶

4、碳化硅陶瓷。关键词：碳化硅超高压成型分散无压烧结西南科技大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页AbstractSiliconcarbideiswidelyusedinindustryandchemicalandaeronauticindustryasapromisingroomandhightemperaturestructuralceramic，duetoitsexcellentpropertiessuchaslowdensity,highhardness．highstrengthandcorrosionresistance．Microstrueture，homo

5、geneity,andporesizedistributionofgreenbodyplayanimportantroleinthefinalpropertiesofsinteredbody,greenbodywithhighrelativedensityandhomogeneousmicrostructureisfavorableforsinteringnano—phaseceramics．Powdermixturewasobtainedatbymillinghighlystabledispersedpowders，andsiliconcarbidegr

6、eenbodywithhomogeneousmicrostructureandhighrelativedensity(>60％)isobtainedbyultrahighpressurecompactionbyabelttypeapparatusandcoldisostaticpressing，whichwasthenpressurelesssinteredtohighdensity,finegrainsiliconcarbideceramic．EffectofHFwashingandultrasonicationtimeonparticlesizeand

7、Zetapotentialofnano-SiCwereanalyzedbylasergranularityanalyzer,ZetapotentialanalyzerandSEM．DispersingofSiCandSi3N4nanoparticlesinmixtureofethanolandethanediolatdifferentpH．Theproportionofethanolandethanediolis100：0，75：25，50：50，25：75，andO：100byvolumerespectively．Lasergranularityanal

8、yzerwasutilizedtoanalyzetherelati