热解碳涂层碳纤维增强碳化硅复合材料热压工艺研究

采用经过热解碳涂层的 M40 JB碳纤维 ,以有机硅先驱体聚碳硅烷为粘结剂 ,热压烧结制备了 Cf/Si C复合材料 ,测试了复合材料的性能并进行了对比 ,同时运用 SEM,TEM等分析手段对复合材料的微观结构进行了表征。结果表明 :所采用的碳纤维热解碳涂层对复合材料的性能有较大的影响 ,较好的热压温度为 1 850℃ ,压力为 2

碳纤维增强碳化硅复合材料的力学性能与界面

以AlN和Y2 O3为烧结助剂 ,采用先驱体转化 -热压烧结的方法制备了Cf/SiC复合材料 .研究了烧结温度对复合材料界面和力学性能的影响及烧结助剂对显微结构的影响 .结果表明 :由于烧结时晶界液相和SiC AlN固溶体的形成 ,当烧结温度为 1 750℃时 ,复合材料具有较高的致密度和较好的力学性能 ;当烧结温度升为 1 80 0℃时 ,在复合材料密度增大的同时 ,其力学性能也大幅度提高 ,此时复合材料抗弯强度与断裂韧性分别高达 691 .6MPa和2 0 .7MPa·m1 / 2 ,复合材料呈现韧性断裂 ;进一步提高烧结温度至 1 850℃时 ,虽然复合材料的密度有所增加 ,但由于纤维 /基体界面结合过强以及纤维本身性能退化加剧 ,复合材料呈现典型的脆性断裂 ,其力学性能急剧降低 ;纤维 /基体的界面是导致纤维增强陶瓷基复合材料性能的关键因素 ,其中 ,纤维的脱粘与拔出是主要的增韧因素 .

热压烧结法制备C_f/SiC陶瓷基复合材料研究

以有机硅先驱体聚碳硅烷为粘结剂，采用热压烧结工艺，制得了C_f／SiC陶瓷基复合材料，并对其三点弯曲强度进行了测试和分析。结果表明：该工艺方法可方便的制得强度较高的陶瓷基复合材料单向板;其三点弯曲强度与试样的高跨比有很大关系，高跨比越大，弯曲强度越小;当高跨比为0.073时，材料弯曲强度为475.1MPa，断裂功为4.47kJ／m^2;材料的应力-应变曲线与普通陶瓷不同，表现塑性变形的非线性弹性特征。

先驱体转化-热压烧结碳纤维增韧碳化硅复合材料的显微结构

采用ＸＲＤ，ＨＲＴＥＭ 和ＳＥＭ 等分析测试手段，研究了以聚碳硅烷（ＰＣＳ）为先驱体和粘结剂，Ｙ２Ｏ３ 和ＡｌＮ 为烧结助剂，采用先驱体转化－热压烧结法制备的Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料的显微结构。结果表明，Ｙ２Ｏ３ 主要与ＰＣＳ的裂解产物以及ＡｌＮ 和ＳｉＣ表面的氧化物发生反应，形成有助于复合材料致密化的液相，而ＡｌＮ 则与烧结液相和ＰＣＳ之间通过反应－ 溶解－ 沉积过程，形成主要分布于界面相中的微小ＳｉＣ－ＡｌＮ 固溶体。正是由于含有一定量ＳｉＣ－ＡｌＮ 固溶体的富碳界面相使纤维与基体之间的结合适中，纤维易发挥脱粘和拔出作用。

烧结温度对C_f/SiC复合材料界面的影响

系统地研究了烧结温度对Cf/SiC复合材料界面和力学性能的影响。结果表明 ,烧结温度较低(1 70 0℃ )时 ,由于复合材料的烧结性差 ,纤维与基体间仅仅为一种机械结合 ,因此纤维与基体间结合很弱 ,从而导致复合材料力学性能低。烧结温度提高至 1 80 0℃后 ,由于适量的富碳界面相不仅可避免纤维与基体间的直接结合 ,而且使纤维与基体间的结合强度适中 ,因而复合材料具有很好的力学性能。进一步提高烧结温度至 1 85 0℃或更高温度时 ,由于界面相与纤维间的反应加重 ,纤维本身性能大大降低。同时 ,纤维与基体间结合强度提高 ,因此复合材料的力学性能大大降低。

热压制备碳化硼涂层碳纤维增强碳化硅复合材料

采用聚对亚苯基硼的甲苯溶液为前驱体 ,并制得碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料 ,初步探索了该工艺的可行性 ,同时对复合材料的结构与性能进行了表征。结果表明 ,所采用的碳纤维碳化硼涂层对复合材料的性能有很大的影响。

先驱体转化法制备致密SiC/Si_3N_4复相陶瓷异形件──烧结工艺研究

研究了以陶瓷先驱体为粘合剂成型并转化制备致密SiC／Si3N4复相陶瓷异形件的烧结工艺及其对烧结体的结构和性能的影响。

AIN和B对热压烧结C_f/SiC复合材料性能的影响

研究了烧结助剂ＡＩＮ 和Ｂ对Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料力学性能的影响。结果表明：Ｂ含量较低时（小于０．５ｗ ｔ％ ），Ｂ的增加能有效地提高复合材料的抗弯强度与断裂韧性，继续增加Ｂ的用量至１ｗ ｔ％ ，虽能大幅度提高复合材料的强度，但使复合材料的断裂韧性大大降低。ＡＩＮ 与ＳｉＣ高温反应形成固溶体，能起到强化和细化基体ＳｉＣ晶粒以及改善ＳｉＣ晶界结构的作用，但对复合材料内纤维与基体间界面的结合影响较小，因此与Ｂ的作用相比，ＡＩＮ 对复合材料密度和力学性能的影响较小。烧结助剂为５ｗ ｔ％ ＡＩＮ－０．５ｗ ｔ％ Ｂ，经１８５０℃和２５ＭＰａ 热压烧结后的Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料具有较佳的综合力学性能，其抗弯强度与断裂韧性值分别为５２６．６ＭＰａ 和１７．１４ＭＰａ·ｍ １／２。

Cf/SiC陶瓷基复合材料防氧化涂层制备工艺研究

本文主要探索了以有机硅先驱体聚碳硅烷为粘结剂、采用热压烧结的方法制备Cf/SiC陶瓷基复合材料及碳化硅防氧化涂层的一体化工艺,探讨了聚碳硅烷含量、热压温度和压力对涂层防氧化效果的影响,并对涂层前后的Cf/SiC复合材料的防氧化性能进行了比较。结果表明:采用该工艺制备的SiC涂层Cf/SiC复合材料的防氧化性能显著提高。

碳化硅短切纤维电磁特性改进研究

通过表面化学镀镍并进行适当的热处理，可调节碳化硅纤维的电磁性能。研究了SiC纤维表面化学镀金属镍的工艺条件，在SiC纤维表面制得较为均匀致密的金属谋镀层；研究了镀镍SiC纤维在热处理过程中的结构组成变化，以及制备工艺条件对所制备的吸收剂的电磁参数的影响。

先驱体转化法制备碳纤维增强碳化硅复合材料的研究

本文采用有机硅先驱体聚碳硅烷转化成碳化硅制备连续碳纤维增强的碳化硅基复合材料。对其制备工艺，如碳纤维体积分数的控制、液相浸渍聚碳硅烷热解转化成碳化硅基体的致密化等进行了研究。结果表明，该工艺对制备连续纤维增强的陶瓷基复合材料是一种有效的方法，易于实现纤维和基体的成型、复合。致密化过程不损伤纤维。对其Ｃ／ＳｉＣ复合材料的性能进行了表征，Ｃ纤维具有明显增韧碳化硅的效果，其断裂机制表现为韧性特征。

低分子聚碳硅烷气相热裂解制备SiC超微粉的研究

本研究以低分子聚碳硅烷（LPS）为原料，利用其原料的特点，采用气相热裂解方法制备出SiC超细微粉．并从热力学和动力学的角度探讨了LPS分解机理,对合成工艺条件对产物的性质以及形貌、组成等的影响进行了系统的讨论，并在实验中确定了较佳的工艺条件．所合成的无定形SiC超微粉：粒径＜0．1μm，球形，含碳34％～35％，含氧3％～4％左右．

包渗法制备C_f/SiC陶瓷基复合材料MoSi_2—SiC—Si防氧化涂层

采用包渗法制备了Cf/SiC陶瓷基复合材料MoSi2 —SiC—Si防氧化涂层 ,研究了渗层同埋粉关系、包渗时间对包渗结果的影响 ,并对涂层防氧化性能进行了分析。结果表明 :包渗法制得的涂层致密、无裂纹 ,涂层起到了良好的防氧化作用 ,140 0℃在空气中氧化 1h后试样的质量保留率为 94.1% ,保留强度为2 94.

裂解碳涂层对碳纤维增强碳化硅复合材料力学性能的影响

采用先驱体裂解 热压烧结方法制备出Cf/SiC复合材料。探讨了裂解碳涂层和烧结温度对复合材料纤维 /基体界面和力学性能影响。烧结温度为 180 0℃时 ,由于其中由富碳界面相构成的纤维 /基体界面相使纤维 /基体界面结合适中 ,具有较好的力学性能。

富碳无定形SiC超微粉预氧化及高温脱碳脱氧结晶化工艺研究

对于含有大量残碳的无定形ＳｉＣ超微粉，采用预氧化，高温脱碳脱氧结晶化处理工艺可以制备出纯度较高的β－ＳｉＣ超微粉。在预氧化过程中，定量引入氧原子，使微粉中的残碳与氧的原子比接近理论比值１：１，然后在高温过程中使残碳与氧发生固相反应。探讨了实验条件下温度、气氛等反应条件对产物性质的影响，并对其反应机理进行了讨论。

低分子聚碳硅烷制备Si-C-N复合超细微粉

以富碳低分子聚碳硅烷（ＬＰＳ）为原料，利用其原料的特点，采用气相反应热裂解方法制备出Ｓｉ－Ｃ－Ｎ复合微粉．系统地讨论了合成工艺条件对采用富碳有机硅原料制备含Ｎ的Ｓｉ－Ｃ－Ｎ复合微粉产物的性质以及形貌、组成，尤其是微粉中Ｎ含量等的影响，并较详细地探讨了ＮＨ３与ＬＰＳ分解反应的过程及与ＬＰＳ制备ＳｉＣ微粉的反应过程的差别．所合成的无定形Ｓｉ－Ｃ－Ｎ复合微粉：粒径３０—５０ｎｍ，球形，含碳（质量分数，下同）１０％—３０％，含氮４％—２０％左右．

热压烧结C_f/SiC复合材料的力学性能

以ＡｌＮ－ Ｙ２Ｏ３ 为烧结助剂体系，采用先驱体转化－ 热压法制备出了Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料． 研究了烧结助剂及其用量和烧结温度对复合材料力学性能的影响． 结果表明，由于ＡｌＮ－ ＳｉＣ的固溶和液相烧结的作用，复合材料具有较好的力学性能． 烧结温度为１ ８００ ℃时，复合材料的抗弯强度和断裂韧性随烧结助剂用量的增加而不断提高；烧结温度为１ ８５０ ℃时，烧结助剂用量较少的复合材料具有很好的断裂韧性． 随着烧结助剂用量的增加，虽然复合材料的抗弯强度不断提高，但由于晶界相和ＡｌＮ－ ＳｉＣ 固溶体量的增加，使纤维与基体的结合过强，从而导致纤维不能发挥拔出作用，复合材料的断裂韧性值降低． 不过，复合材料由于纤维的脱粘仍具有较好的断裂韧性． 碳纤维的脱粘和拔出对Ｃｆ／ＳｉＣ 复合材料的增韧起到了重要的作用．

氮化硅粉末的冲击波活化研究

研究了经过两种不同压力１５．７ＧＰａ和２５．６ＧＰａ的冲击波活化的Ｓｉ３Ｎ４粉末的表观和显微特性及其烧结特性。结果表明冲击波活化在烧结过程中有明显的增进密实化进程的作用。

纳米Si-C-N粒子增强Si_3N_4复合材料的结构与性能

本文用Ｓｉ－Ｃ－Ｎ纳米微粉做增强相，Ｓｉ３Ｎ４微粉为基相，采用热压的方法制备了ＳｉＣｐ／Ｓｉ３Ｎ４纳米复相陶瓷，所得的ＳｉＣｐ／Ｓｉ３Ｎ４复合材料的室温弯曲强度为８７８．５ＭＰａ，断裂韧性达１１．９６ＭＰａｍ１／２，同时应用扫描电镜（ＳＥＭ）、高分辨透射电镜（ＨＲＴＥＭ）对其结构进行了观察，讨论了结构与性能之间的关系。

先驱体转化─热压烧结法制备C_f/SiC复合材料

以Y2 O3-Al2 O3和MgO -Al2 O3为烧结助剂体系 ,研究了烧结助剂体系及其含量对Cf/SiC复合材料密度与力学性能的影响。结果表明 ,以Y2 O3-Al2 O3为烧结助剂时 ,复合材料的力学性能优于烧结助剂为MgO -Al2 O3时复合材料的力学性能。当烧结助剂为Y2 O3-Al2 O3时 ,随着烧结助剂含量的增加 ,复合材料力学性能不断提高 ,断裂韧性在烧结助剂含量为 12 %时达到最大值 14.83MPa·m1/ 2 。进一步增加烧结助剂的含量 ,复合材料的抗弯强度虽有提高 ,但断裂韧性急剧降低。烧结助剂含量超过 15%后 ,抗弯强度也急剧降低。结果同时证明 ,复合材料的断裂行为取决于纤维 /基体间的界面结合强度 ,即纤维