Si3N4-SiC太阳能热发电吸热陶瓷的制备及性能.pdf

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1、第35卷第3期武汉理工大学学报Vo1．35No．32013年3月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOF1￡HN0IDGYMar．2013doi：10．3963／j．issn．1671—4431．2013．03．001Si3N4一SiC太阳能热发电吸热陶瓷的制备及性能吴建锋，刘孟，徐晓虹，陈岭，张电，徐涛(武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉430070)摘要：以SiC和si。N为主要原料，采用陶瓷制备工艺无压烧结制备了Si3N一SiC吸热陶瓷材料。采用现代测试技术，测试和分析了烧结样品的烧结收缩率、抗折强度、

2、吸水率、气孔率、体积密度、耐火度、氧化增重率、物相组成以及显微结构。结果表明，最佳配方是1360℃烧结的D2样品，其Si3N4添加量为2O，抗折强度为79．6OMPa、气孔率为22．23、吸水率为10．32、体积密度为2．15g／cm。、耐火度为1650℃、1300℃氧化5h后的样品氧化增重率为1．333mg／cm。XRD和SEM分析表明烧结样品由a-SiC、Si。N4、莫来石和石英组成，si3N在样品中呈短棱柱体分布，添加纳米siC对SN可以起到钉扎作用，阻止SI3N晶粒长大，从而提高样品的抗折强度和抗热震性能。Si3N-SiC吸

3、热陶瓷具有高的强度以及良好的微观组织结构，是一种适合塔式太阳能热发电吸热器用吸热材料。关键词：太阳能热发电；吸热陶瓷材料；Si3N4一SjC；无压烧结；微观结构与性能中图分类号：TM285文献标识码：A文章编号：1671-4431(2013)03—0001—06PreparationandPerformance,ofSi3N4-SiCSolarHeat—abs0rbingCeramicsL，Jian-feng，LIUMeng，XUX0一hong，CHENLing，ZHlANGDian，XUTao(StateKeyLaboratory

4、ofSilicateMaterialsforArchitectures，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Si3N4一SiCheatabsorbingceramicswasfabricatedbypressurelesssinteringfromSiC，Si3N4andotherrawmateria1．Thebendingstrength，waterabsorption，porosity，bulkdensity，refractoriness，growthra

5、teofoxidationweight，phasecompositionandmicrostructureofthesampleweretestedandanalysisedbyaddingmoderntestmethods．TheresultsindicatethatthebestformulaisD2whichsinteredat1360℃with20Si3N4，bendingstrengthis79．60MPa，porosityis22．32，waterabsorptionis10．32％，bulkdensityis2．15g

6、／cm。，refractorinessis1650℃，growthrateofoxidationweightis1．333mg／cmafteroxidationat1300℃for5h．XRDandSEMstudiesshowthatthephasecompositionofthesinteredspecimensarea—SiC，Si3N4，mulliteandcristobalite．Si3N4phasedistributeslikeshortprismaticinthespecimens．AddingofnanometerSi

7、CworkasnailsinthematrixandpreventtheabnormalgraingrowthofSi3N4，therebyimprovingthebendingstrengthandthermalshockresistanceofthespecimen．Si3N4一SiCheatabsorbingceramichaveahighbendingstrengthandgoodmicrostructurewhichsuittouseasabsorbingceramicintowertypesolarthermalpowe

8、rgeneration．Keywords：solarthermalpowergeneration；heatabsorbingceramicmaterials；Si3N4一SiC；pressurelesssinte—ring；micro