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1、SiC论文：ZrB2碳热还原常压烧结复相陶瓷【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】SiC陶瓷的致命弱点是脆性,且室温强度较低,使其应用受到一定的限制。二硼化锆(ZrB2)具有高熔点、高硬度、导电导热性好等优异性能,是一种引人注目的超高温结构陶瓷材料。以ZrB2作为第二相粒子添加到SiC陶瓷材料中,可以改善其力学、热学、电学等方面的性能。由于ZrB2与SiC的弹性模量和热膨胀系数存在差异,因此,会在SiC与ZrB2的界面上形成应力区,在应力作用下使裂纹产生钉扎、偏折、绕道
2、和分枝,从而有利于提高SiC基体材料的断裂韧性。本文首先采用碳热还原法合成ZrB2/SiC复合粉末,探讨该复合粉末的合成工艺条件及过程,重点研究了合成温度、保温时间、硼酸的添加量以及ZrB2含量(ZrB2与SiC的摩尔比)对ZrB2/SiC复合粉末物相组成和显微形貌的影响,并探讨了ZrB2/SiC复合粉末的合成反应机理。实验结果表明：当B2O3/ZrO2摩尔比≥1.5时,用碳热还原法在1650℃下保温1h可获得无其他杂相的超细ZrB2/SiC复合粉末,颗粒尺寸在0.51μm左右：不同温度合成的ZrB2/SiC复合粉末具有不同的形态,随温度升高,晶须逐渐减少,颗粒长
3、大,团聚度增加；相同温度下不同保温时间合成的ZrB2/SiC复合粉末,随着保温时间的延长,颗粒尺寸逐渐变大,晶须减少,颗粒间的结合更加紧密。采用常压烧结法制备了ZrB2/SiC复相陶瓷。以商业SiC和ZrB2微粉为原料,在SiC基体中加入5vol%和10vol%的ZrB2微粉,并添加不同质量分数的烧结助剂(B4C、C),并与本文用碳热还原法合成的ZrB2/SiC复合粉末的烧结特性进行对比,系统研究成型压力、ZrB2含量、烧结助剂以及不同粉末原料对ZrB2/SiC复相陶瓷性能的影响。研究结果表明,在2200℃保温2h的工艺条件下,当烧结助剂B4C和C的含量均为2wt
4、%时,材料的烧结性能最好；随着成型压力的增加,材料的抗弯强度逐渐增大,当成型压力为250MPa时,烧结体的强度最高。商业ZrB2和SiC粉末因表面存在ZrO2、B203和Si02等氧化物,在高温下形成氧化膜或硼硅酸盐玻璃,阻碍了ZrB2/SiC复相陶瓷的烧结致密化。用碳热还原法合成的超细ZrB2/SiC复合粉末为原料,常压烧结制备的ZrB2/SiC复相陶瓷的致密性得到显著改善。【关键词】SiC；ZrB2；碳热还原；常压烧结；复相陶瓷；【篇名】ZrB_2/SiC复合粉末制备及其烧结性能研究【目录】ZrB_2/SiC复合粉末制备及其烧结性能研究摘要5-6Abstrac
5、t6-7目录8-11插图索引11-13附表索引13-14第一章绪论14-281.1前言14-151.2SiC的晶体结构特点、性能及其应用15-181.2.1SiC的晶体结构特点15-161.2.2SiC的性能特点及其应用16-171.2.3SiC陶瓷存在的问题17-181.3ZrB_2的晶体结构特点、性能及其应用18-191.3.1ZrB_2的晶体结构特点181.3.2ZrB_2的性能及应用18-191.4ZrB_2/SiC复相陶瓷的研究现状19-201.5复相陶瓷20-261.5.1复相陶瓷的概述20-211.5.2复合粉末的制备工艺21-241.5.3ZrB_
6、2/SiC复相陶瓷材料24-261.6本文的研究目的、意义及主要研究内容26-281.6.1研究目的及意义26-271.6.2主要研究内容27-28第二章实验及表征方法28-362.1实验原料及设备28-302.1.1实验原料28-302.1.2主要实验设备302.2实验工艺过程30-332.2.1ZrO_2粉末的制备工艺30-312.2.2复合粉末的制备工艺路线31-322.2.3ZrB_2/SiC复相陶瓷的烧结制备32-332.3ZrB_2/SiC材料的物相组成及其微观结构测试33-342.3.1物相组成(XRD)分析332.3.2显微结构(SEM)分析33-
7、342.4ZrB_2/SiC复相陶瓷的性能测试34-362.4.1相对密度和开口气孔率的测试34-352.4.2三点弯曲强度的测试352.4.3粉体粒径分布35-36第三章ZrB_2/SiC复合粉末的制备及其组织形貌分析36-573.1引言363.2ZrB_2/SiC复合粉末的制备36-393.2.1原料ZrO_2粉末的合成36-373.2.2热力学理论计算37-383.2.3ZrB_2/SiC复合粉末的制备工艺38-393.3合成温度对ZrB_2/SiC复合粉末特性的影响39-423.3.1不同温度合成的ZrB_2/SiC复合粉末的物相组成分析39-403.3.
8、2不同温度
