资源描述：
《制备工艺对热压烧结响_董绍明》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、4o..第20卷第期无机材料学报Vl20NO42005年7)习JournalofIn(,rganieMaterials2005一一一文章编号:1000324X(2005)04088306制备工艺对热压烧结siC/siC复合材料结构与性能的影响‘,1,1,董绍明丁玉生江东亮香山晃.(1中国科学院上海硅酸盐研究所,上海20050;2.京都大学先进能源研究所,日一本京都6110011):,摘要采用纳米SIC和亚微米SIC粉料作为基体形成原料通过热压烧结技术制备了SIC/SIC.、.复合材料研究了粉料颗粒烧结温度、烧结压力对复合材料显微结构和各种性能的影响结,,,178、果显示采用纳
2、米碳化硅粉体可有效降低烧结温度促进复合材料的致密化过程在0oC20P;、.而采用亚微米SIC粉体,M条件下可获得性能优良的复合材料复合材料的致密化过程需要较高的温度,但随着密度的增加,基体与纤维之间的作用力增强,不利于性能的提高.:;;关键词SIC/SIC复合材料热压烧结纳米SIC;亚微米SIC::中图分类号TQ174文献标识码A1引言碳化硅陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高温化学稳定、热导性能优异、热膨胀系数较低、强度和比刚度好等特点.典型的纤维增强SIC陶瓷基复合材料具有非脆性断裂特征,,,,、在使用条件下对裂纹不敏感不发生灾难性的破坏因此在航空航天新能源等领域具有广阔的
3、应用前景.纤维增强、SIC基复合材料的制备方法主要有化学气相渗透法(CVI)有机前驱体浸渍P、反应烧结法(HP·,与热解法(PI)RS)以及热压烧结法()等这些方法各有优缺点并且由于制备方‘法的不同,对纤维的要求也不同,,听获得的复合材料的性能也有差异.,,采用热压烧结法制备纤维增强SIC基复合材料由于制备条件苛刻对纤维及工艺条件的选择也提出了更高的要求.自从1975年日本东北大学Yajima教授等人发明SIC纤维以,,·‘来[{各国科学家对此进行了不懈的努力使SIC纤维的性能不断改进并逐渐商业化通过,、采用特殊热解条件和高温热解技术等九十年代后期相继开发出结晶良好接近化学计
4、量、、,3组成力学性能优良尤其是耐高温的Sic纤维降}从而为在相对苛刻条件下制备高性能SIC/SIC复合材料打下了基础.,本研究以日本宇部兴产公司开发的TyranoSASIC陶瓷纤维采用热压烧结工艺制备,、、SIC/SIC复合材料并探讨粉料颗粒烧结温度烧结压力对复合材料显微结构和各种性能的影响.收稿:2004一07一07,:2004一09一(}1日期收到修改稿B期:基金项目国家863高技术发展计划(2002AA33404。),··:,·一,,E一a:sonascaCCn作者简介董绍明(2962)男博士教授milmdg@mili884无机材料学报20卷2实验方法研究采用热解炭(
5、PyC)涂层的TyrannoSA纤维(日本宇部兴产公司提供)制备SIC/SIC.,,复合材料涂层纤维热解炭的厚度为0.8#m纳米和亚微米庄SIC粉末用于基体的形成纳..米粉末的平均粒径为30nm,亚微米粉末的平均粒径为03lm,A120:(9.9%)和Y203(99%)为烧结助剂.,、、将SIC纤维首先缠绕并固定在框架上然后在含有聚炭硅烷烧结助剂纳米或亚微,,、米xSIC的料浆中浸渍经热解后剪裁成30mm30mm的方片这些方片再经浆料浸渍干燥后在石墨模具中沿一维方向堆叠,然后进行热压烧结,烧结温度在1750、1800oc,压力为15、20MPa.由于纳米SIC和亚微米SIC在
6、纤维间的浸渍效率有很大的差异,采用含纳米SIC,,的浆料浸渍经烧结后复合材料中的纤维含量在、30vol%左右而采用含亚微米SIC的浆,料浸渍经烧结后复合材料中的纤维含量在、22vol%左右(根据烧结后复合材料密度的不同,纤维含量有所差异).烧结后的样品沿平行纤维方向切割并加工成3mmx1.6mm又30mm的试条用于拉伸试验.拉伸实验在INSTRON5581材料实验机上进行.拉伸试条的两端面用,,环氧树脂粘结3mmx6mm左右的小铝片充分固化后将试条固定在拉伸实验夹具中进行拉伸试验测试·样品的密度通过阿基米德法测定,采用扫描电镜(EM·S)观察显微结构一一3结果和讨论,攀.31
7、、一祠仍u叨卜烧结条件对致密化过程的影响己一刃为减小高温加压条件下复合材料致密_一,NanoSIC化过程一中导致的纤维损伤烧结过程宜在Miero一SIC一尽量低的温度压力条件下进行.为确定烧,174017501760170178017卯18(X)1810结工艺过程首先对含有添加剂的纳米SICTee、tu呻护e,粉末和亚微米SIC粉末进行烧结结果示于图1图1.从图中可以看出,对于采用纳米烧结条件与致密化的关系SIC.aonsenerneon,a,Fig1Reltihipbtweensitigditions
