C-SiC-B4C复合材料烧结曲线的制定研究.pdf

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1、第3l卷第3期矿冶工程V01．31№32011年06月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGJune2011C—SiC·B4C复合材料烧结曲线的制定研究①黄健，陈石林，李姗姗，刘会忠，叶崇(湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082)摘要：利用TG—DSC热分析和傅里叶红外光谱分析研究了在不同炭化温度下C．SiC．BC复合材料厢煤沥青粘结剂的热缩聚焦化过程，考察了煤沥青焦化过程中内部结构基团变化。通过对中温煤沥青的TG—DSC分析和红外分析结果发现：中温煤沥青的结焦炭化过程主要在210～600℃之间完成，当利用煤沥青作粘结剂制备C—SiC—B

2、C复合材料时，这个温度区间的升温速率必须尽量减慢；一定范围内，随着烧结温度的提高，能够提高C-SiC—BC复合材料的致密化程度。关键词：炭一陶瓷复合材料；陶瓷相；SiC；BC；制备；烧结曲线；煤沥青中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：0253—6099(2011)03—0115—04StudyonSinterintgCurvesofC·SiC-B4CCompositesHUANGJian，CHENShi—lin，LIShanshan，LIUHui—zhong，YEChong(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，HunanU

3、niversity，Changsha，410082，Hunan，China)Abstract：Thecokingprocessofcoal—tarpitchbinderforC-SiC—B4CcompositesatdifferentcarbonizationtemperaturesisanalyzedthroughTG—-DSCandinfraredspectrumanalysistoinvestigatethechangeofstructuralgroupsofthebinderinthecokingprocess．BasedontheTG—DSCandinfrareds

4、pectrumanalysisresult，itisfoundthatthemaincokingprocessofmedium—temperaturepitchisbetween210—600oCSOthattheheatingrateinthistemperaturerangemustbesloweddownwhenthemedium-temperaturepitchisusedasbindertoprepareC—SiC—B4Ccomposites．ThedensificationofC—SiC-B4Ccompositescanbeimprovedastheincreas

5、eofthesintefingtemperatureinacertainrange．Keywords：C—SiC—B4Ccomposites；ceramicphase；SiC；B4C；preparation；sinteringcurve；coal—tarpitch通过在基体碳源中掺入一定量的陶瓷相而制备出C—SiC—BC复合材料的烧结曲线制定的依据。的弥散型炭陶复合材料具有优良的力学性能，高温抗1实验氧化性，耐磨以及抗热震性，近年来备受科学研究者们的关注J，尤其是c和SiC、TiC、BC等陶瓷相复合1．1原料成的C—SiC—BC复合材料，由于在高温条件下具有优本实验选用的原料

6、：石油焦(74Ixm，灰分量小于良的自愈合抗氧化性，已经成为研究的热点，被广泛应0．3％，兰州炼油厂)；SiC(一5m，含量大于98．5％，用于机械化工及航空航天领域J。烧结是C—SiC—国药集团化学试剂有限公司)；BC(一3Ixm，含量大于B4c复合材料制备过程中关键的一道工序，烧结质量90．0％，国药集团化学试剂有限公司)；中温煤沥青的好坏直接影响了最终复合材料成品性能的好(软化点：89℃；灰分0．18％，上海碳素有限公司)。坏卜引。C—SiC—BC复合材料由于其中掺人了部分陶1．2实验方法瓷相，因而烧结过程不同于普通碳石墨材料，目前国内利用智能控温仪按一定的升温速率在真

7、空电阻炉外关于C．SiC—BC复合材料的烧结过程和烧结曲线制中对中温煤沥青进行250、500、600和800℃高温处定方面的研究报道较少，为此烧结曲线的制定对于制理，再将炭化过的中温煤沥青取出，粉碎过400目(38备优良性能的C—SiC-BC复合材料而言很有必要。本Ixm)筛，备用。文以中温煤沥青为粘结剂制备C—SiC—BC复合材料为将兰州炼油厂生产的生石油焦，经过1300oC煅例，通过TG—DSC和IR分析方法，详细分析了煤沥青烧处理后，掺入一定量SiC、BC陶瓷相后，在XM一4结焦炭化过程中内部结构