碳化硅晶须补强莫来石复合材料的SPS烧结致密化研究

采用SPS工艺制备了SiC晶须增强莫来石基复合材料。SEM分析结果表明 ,SiC晶须在莫来石基体中分布均匀 ,看不到晶须团聚 ,晶粒中可看到由于快速烧结而导致的微气孔残留 ;晶须的拔出、解离非常明显 ,是主要的晶须增韧机制。SiC晶须的取向 ,在热压烧结条件下呈各向异性。在不同方向的裂纹扩展、亦即材料的断裂韧性 ,也表现出明显的各向异性。采用 3 0vol%SiC晶须增强莫来石 ,SPS烧结条件下材料强度比热压高 10 %左右 ,为 5 70MPa ,KIC为 4.5MPa .m1/ 2 ,比纯莫来石提高 10 0 %以上。同HP法烧结相比 。

碳化硅晶须补强氧化铝复合材料的制备及其力学性能

本论文利用商用γ-Al2O3粉体和上海硅酸盐所制备的碳化硅晶须，通过热压工艺来制备碳化硅晶须补强氧化铝复合材料．当晶须含量为30vol％时，室温下复合材料的抗弯强度为812±38MPa，断裂韧性为8．8±0．1MPa·m1／2；在1200℃、Ar气氛下，分别为560±61MPa和6．1±0．4MPam1／2．在氮气氛下，由于晶须的损伤易导致材料的力学性能下降．添加剂可降低复合材料的烧结温度，但不利于其力学性能．显微结构观察发现，不同温度下，AS复合材料的增韧机理有变化．

晶须补强陶瓷基复合材料界面研究进展

结合国内外的工作，介绍了晶须补强陶瓷基复合材料界面研究的最新进展，包括：晶须表面化学；界面物理和化学相容性；界面应力和涂层对复合材料力学性能的影响；晶须涂层工艺；界面研究发展动向。

晶须补强增韧熔石英材料的热学性能

用热压烧结方法制得致密的SiCw／SiO2、Si3N4w/SiO2复合材料，研究了材料的热膨胀、抗热震、抗烧蚀等性能，探讨了品须补强增韧熔石英材料用于航天防热材料的可行性．

热压烧结制备晶须补强复合材料

通过热压烧结成功地制备了高致密度的ＳｉＣｗ晶须补强ＣＭＡＳ玻璃陶瓷基复合材料．ＳｉＣｗ晶须经超声波分散以后，加入到已球磨好的ＣＭＡＳ粉末与有机添加剂的浆料中，搅拌得到ＳｉＣｗ分散均匀的混合浆料．含有机添加剂的浆料在较低的压力下（２．３７ｋＰａ）挤压通过微孔（＝２５０μｍ），获得ＳｉＣｗ晶须分散均匀并高度取向的纤维状生坯．含晶须２０％的ＣＭＡＳ通过无压烧结，烧结后样品相对密度仅达８０％．但是通过热压烧结就可制备出相对密度达９４．２％的复合材料．

碳化硼基复合材料制备研究进展

碳化硼断裂韧性低、烧结温度高、抗氧化能力差、对金属的稳定性差,限制了其在工程上的进一步应用。综述了碳化硼粉末的成型方法以及碳化硼基复合材料的烧结方法,总结了碳化硼陶瓷的增韧及烧结过程中的氧化行为。

分散工艺对复合材料性能的影响

本工作用四种分敏方法,对 SiC(w)/Al_2O_3复合材料体系(AS)进行分散,用 SEM 和 TEM 观察了不同分散条件下的晶须分散效果.通过测定不同分散条件下 AS 材料的力学性能和烧结密度,讨论了分散工艺对力学性能的影响.为了表征 SiC 晶须在不同分散介质条件下的分散特征,主要选用沉积密度作为表征参数来比较晶须的分散特性.实验结果表明,用酒精作为分散介质,金属醇盐作为分散剂,SiC 晶须的沉积密度达24%,在此条件下进行复合体系的分散混合,能达到 SiC 晶须在基体中均匀分布,材料力学性能随之有明显改进,抗弯强度达850MPa,K_(1c)为8.1MPa·m^1/2.SEM 和 TEM 的分析显示:AS 材料的增韧机制主要是界面解离和裂纹偏转;在本工作条件下,SiC 晶须的团聚对材料的抗弯强度的影响尤为显著,但对断裂韧性的影响较小.

SiCw/ZTA(Y)陶瓷基复合材料力学性能的研究

研究了不同ＳｉＣ晶须（ＳｉＣｗ）含量对ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷基复合材料力学性能的影响。实验结果表明，ＳｉＣ晶须能明显提高复合材料的抗弯强度和断裂韧性，晶须含量为２０ｖｏｌ％时，复合材料性能可达σｂｂ＝８３０ＭＰａ，ＫＩＣ＝９．８ＭＰａｍ１／２。但晶须含量过高时，复合材料的强度有下降趋势。分析认为，晶须通过拔出及促进裂纹偏转等机制对复合材料起到明显的补强作用。由于晶须与基体热膨胀系数的差异而引入基体中的张应力将使复合材料中存在较多的单斜相ＺｒＯ２。复合材料断裂过程中发生明显的ＺｒＯ２（ｔ）→ＺｒＯ２（ｍ）相变，且晶须的增加有利于断裂过程中的相变。复合材料中存在着晶须补强和相变增韧等双重强韧化机制。

氧化铝陶瓷的增韧

本文研究采用氧化锆相变增韧及晶须补强两条途径增韧氧化铝基复合陶瓷。 通过控制Y_2O_3在YPSZ(Y_20_3部分稳定氧化锆)的含量以及YPSZ在ZTA(氧化锆增韧氧化铝)的含量可以最大限度地使基质中氧化锆以亚稳四方相形式存在。 通过控制YPSZ的晶粒尺寸小于基质晶粒尺寸可使ZTA陶瓷的K_(1c)和σ_(bb)同时得到提高。 SiC晶须补强ZTA陶瓷,利用ZrO_2(t)相变作用缓解晶须引入基体的张应力,使材料得到双重韧化,提高了力学性能。

搪玻璃增韧方法的研究进展

搪玻璃兼具玻璃的化学稳定性和金属的高硬度和高强度的特点,在化工等多个领域具有广泛的应用。但韧性差、易爆瓷的缺点限制了搪玻璃化工设备的使用范围和使用寿命,所以增加韧性是搪玻璃研究的一个重点。本文分析讨论了氧化锆相变增韧、颗粒增韧、晶须(纤维)补强增韧和协同增韧等在搪玻璃领域的应用,并展望了搪玻璃增韧技术的发展方向。