SiC陶瓷纤维材料的研究进展

SiC陶瓷纤维作为一种结构、功能纤维材料,具有耐高温性、抗腐蚀性、高热导率、高化学稳定等性能,使其在航空航天、船舶等各高新技术领域应用前景非常广泛。主要对SiC陶瓷纤维的四种制备方法从工艺、原理及特点进行对比分析,以及对碳SiC陶瓷纤维的功能化处理方法、研究进展以及未来应用发展趋势做了详细的阐述。

注浆成型碳化硅陶瓷材料成型工艺研究

碳化硅陶瓷材料是共价键极强的耐高温新型陶瓷,具备优良的综合物理化学性能,近年来已广泛应用于高新技术领域。本文采用注浆成型工艺制备高固含量低粘度碳化硅陶瓷,分析了注浆成型碳化硅陶瓷的工艺过程,粉体包覆改性,浆料制备,注浆素坯成型。为注浆成型碳化硅陶瓷相关研究提供一定的理论参考。

莫来石涂层对碳化硅材料高温抗氧化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在不同颗粒尺寸的再结晶碳化硅材料表面制备了莫来石涂层,研究了涂层和颗粒尺寸对再结晶碳化硅材料在1500℃时的高温氧化行为的影响。结果表明:莫来石涂层可显著提高再结晶碳化硅材料的高温抗氧化能力,且随涂层厚度增加,再结晶碳化硅材料的抗氧化能力提高;而且莫来石涂层和粗颗粒碳化硅粒子共同作用时效果更好。

细晶CuCr系触头材料的研究

研究了电弧熔炼法、激光表面重熔法和机械球磨粉末后热压烧结法制备的CuCr5 0触头材料。结果表明 ,三种方法获取的CuCr5 0材料中Cr颗粒均得到细化 ,远远小于原始尺寸 ,其中激光表面重熔法的Cr颗粒尺寸最小 ,为 3～ 5 μm ;从含氧量、硬度、电导率综合性能看 ,以激光表面重熔法最为适宜 ;在激光输出功率为 3 2kW时 ,材料的组织与性能最佳。

ZChSnSb11-6/20号钢双金属复合材料的扩散连接

为了获得较高的界面结合强度,对20号钢表面采用热浸镀锡处理后,进行液固扩散连接,制备ZChSnSb11-6/20号钢双金属复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)表征了ZChSnSb11-6/20号钢结合过渡区的形貌及其元素分布,并对其硬度和界面结合强度进行检测。结果表明:通过20号钢热浸镀锡后,再进一步进行液固扩散可以制备结合面均匀稳定的ZChSnSb11-6/20号钢双金属复合材料,20号钢中Fe与Sn形成一层互扩散组织的结合过渡层,实现了20号钢与巴氏合金ZChSnSb11-6的冶金结合;结合过渡区的硬度明显高于两侧基体的,界面结合强度可达60.15MPa。

碳化硅材料在冰晶石熔液中的侵蚀行为

研究了气、冰晶石、铝液三相区介质在温度为 90 0℃时对碳化硅材料的侵蚀行为。分别用光学显微镜和扫描电镜观察了试样在熔液区域的横截面以及试样与三相区的界面形貌。研究结果表明 :碳化硅材料在熔融的冰晶石混合介质中表现出良好的抗腐蚀性能 ;铝液对碳化硅材料有侵蚀作用 ,而电解质、空气界面对碳化硅有较强的腐蚀行为。分析和探讨了各相介质对碳化硅材料的腐蚀机理以及腐蚀产物的相组成。

梯度复合材料制备技术研究进展

综述了功能梯度材料 (FGM)制备技术的基本原理、特点 ,简要介绍了国内外近年来功能梯度材料制备技术研究的现状 。

无压反应烧结MoSi_2-SiC_p复相材料的制备与性能

采用无压反应烧结方法制备了MoSi2-SiCp复相材料。结果表明:直接采用元素粉Mo,Si与Si,C粉或SiC粉反应,较难制得致密的MoSi2-SiCp复相材料;而采用MoSi2合金粉同Si,C反应可获得致密的MoSi2-SiCp复相材料。同时对不同SiC含量的MoSi2-SiCp复相材料的强度和电阻率进行了测定分析,得到强度最高值为157MPa,电阻率随SiC含量的增加而增加。

金属核心/高聚物膜复合悬浮相电流变流体材料

针对电流变流体悬浮相材料的开发与研究，根据介质极化原理，设计开发了金属核心 /高聚物膜复合悬浮相电流变流体材料，在乳液聚合与微胶囊包覆技术的基础上，制备出了金属核心 /高聚物膜复合颗粒 .并对这种金属核心 /高聚物膜复合颗粒的电流变流体性能进行了测试与研究 .从理论和实验上都说明了金属核心 /高聚物膜复合悬浮相材料在改善电流变流体力学性能及稳定性方面具有潜力，是可以进一步提高与改进的电流变流体材料 .

无压反应烧结Mo(Si,Al)_2-SiC复合材料的研究

利用MoSi2,Al,C之间的原位反应无压烧结制备了Mo(Si1-x,Alx)2-SiC复合材料。随着烧结温度从1400℃升高到1650℃,MoSi2相消失,反应产物为Mo(Si,Al)2和SiC及Mo5Si3C相。由于固溶体及Nowotny(Mo5Si3C)相的形成,使得原位反应中化学计量法则变得困难。原位生成的SiC相随着温度的升高由颗粒状变为晶须状,并由于它的强韧化作用使得复相材料的性能较单相材料成倍提高。

压渗法制备Mo/Cu梯度功能材料

采用背散射扫描电于显微镜对压渗法制备Mo／Cu功能梯度材料的组织结构进行观察，测量与分析其密度、硬度、电导率及热疲劳性能。结果表明，在1100℃，10MPa的作用力下于H2中保温2h，可制备出Cu含量10％～50％的Mo／Cu梯度功能材料。显微组织呈梯度性变化，各过渡层较其他烧结工艺具有更高的致密度，可达理论密度的98％以上。梯度层的硬度随铜含量增加呈线性降低。所得Mo／Cu梯度功能材料的整体电导率高，抗热疲劳性能好。

CuNiMn/30CrMnSi整体材料界面过渡层的研究

研究了CuNiMn/30CrMnSi整体材料界面过渡层的溶化过程。通过设计和控制不同的CuNiMn/30CrMnSi整体材料界面过渡层,获得了比CuNiMn合金本体强度更高的界面结合强度。文中也分析了界面过渡层的成分与微观结构。

AgO修饰硅藻土基多孔陶瓷复合材料的制备及热分解非等温动力学

采用化学氧化法,以过硫酸钾为氧化剂制备了AgO修饰硅藻土基多孔陶瓷复合材料,用XRD、XPS、压汞仪对制备的复合材料进行表征,借助热重法和线性升温理论对复合材料的热分解过程和热分解动力学进行研究。结果表明,AgO修饰硅藻土基多孔陶瓷复合材料具有晶体结构,主要由正方晶系方石英和单斜晶系AgO组成;复合材料平均孔直径为3.862μm,中值孔直径为0.354μm,表观密度为1.794 g.mL-1,孔隙率为57.985%;复合材料中AgO的分解分两步,在158℃开始分解成Ag2O,更高温度时进一步分解成Ag;AgO分解服从核生成和核成长机理,其表观活化能为136.94 kJ.mol-1,反应频率因子为2.48×1014 s-1。同参比AgO粉末相比,复合材料中AgO的热稳定性提高。

熔渗反应法制备MoSi_(2-)SiC复合材料性能的影响因素

用熔渗反应无压烧结技术制备了MoSi2_-SiC复合材料,对制备过程的影响因素进行了分析。研究结果表明:在渗硅温度为1450℃时,反应生成颗粒细小、弥散分布的SiC相,从而使得材料具有较高的抗弯强度;当渗硅温度升高至1750℃时,生成的SiC相发生再结晶长大,使得材料强度下降。成型压力对熔渗硅样品强度影响不大。MoSi2_-SiC复合材料的抗弯强度随SiC相含量的增加在增强相含量为40%时存在一极大值,这是由于当SiC数量超过40%后,SiC粒子的团聚、长大使弥散强化作用降低,从而使材料的断裂强度降低;复合材料电阻率随第二相含量的增加而增加。

SiC颗粒增强钢基表面复合材料及耐磨性研究

采用V-EPC铸渗方法,以Q235钢为母材,制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料,研究其制备工艺及其冲蚀磨损特性。结果表明:通过添加剂的调整,可以制备出复合良好、表面平整的SiC颗粒增强钢基表面复合材料,其冲蚀磨损耐磨性可比Q235钢提高1.3倍以上。

纤维增强树脂基复合材料分层断裂的研究现状

分层断裂是复合材料体系一个非常重要的损伤形式．本文概述了国内外纤维增强树脂基复合材料分层断裂的研究现状；提出分层断裂的机理包括基体的开裂，界面脱粘和纤维断裂；概括了影响分层断裂的因素，改善分层断裂韧性的方法和目前实验研究的手段等．

CuCrMoFe系触头材料的初步研究

对CuCrMoFe新型真空开关触头材料的显微组织、合金元素分布及断口形貌进行了观察研究。结果表明，CuCrMoFe合金仍为两相合金，以Cu为基体的固溶体相和以Cr为基体的固溶体相。Mo全部分布于Cr中，Fe主要分布于Cr中，少量也分布于Cu中，合金断口形貌为穿晶解理断裂，晶粒较CuCr50的细小，力学性能优于CuCrFe。

真空热压烧结SiC_p/Al复合材料的界面元素扩散及增强断裂机理

采用真空热压粉末冶金烧结工艺制备了含SiC颗粒体积分数分别为 5 %、15 %和 2 5 %的SiC颗粒增强铝基复合材料 ,结合其力学性能、扫描电镜和界面微区能谱分析结果 ,分析了SiC/Al复合材料的真空烧结过程中的界面现象 ,以及材料增强和断裂机理。结果表明 ,真空烧结过程中出现了界面反应 ,改善了界面结合强度 ,断裂破坏主要在基体上进行。随着SiC粒子体积分数的增加 ,SiCp/Al复合材料的抗拉强度增加 ,弹性模量显著增加 ,延伸率降低 ,材料脆性增加。

反应粘接碳化硅材料接头的研究

用反应粘接的方法获得了反应烧结碳化硅材料之间、反应烧结碳化硅和重结晶碳化硅材料间的连接。分析了反应粘接碳化硅材料接头的形成机理 ,分别在光学显微镜、扫描电镜下观察了连接区的显微组织和断口形貌 ,评价了反应粘接硅 /碳化硅材料接头的力学和电性能。研究结果表明 ,反应粘接可以使母材间形成良好的接合界面 ,连接层未对整体材料的强度和电阻率造成明显的影响。

硅藻土负载AgO复合材料的制备及热分解非等温动力学

采用化学氧化沉淀法,以过硫酸钾为氧化剂制备了硅藻土负载过氧化银(AgO)复合材料,并使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度仪对其进行了表征,借助热重(TG)分析研究了复合材料的热分解过程和非等温热分解动力学.结果表明,制备的复合材料为正方晶系方英石和单斜晶系AgO混合体,且AgO质量分数为12.7%;复合材料的中位径为18.53μm,比表面积为203.32 m2/kg,颗粒的粒度分布在0.614～116.5μm之间.复合材料中AgO在171℃开始分解成Ag2O,在更高温度时Ag2O进一步分解成Ag;热分解反应服从以核生成和核成长为控制步骤的A1机理,其热分解表观活化能为131.37 kJ/mol,反应频率因子为3.19×1013 s-1.同自制的AgO粉末相比,复合材料中AgO的热分解温度升高,表观活化能上升约40 kJ/mol.