刚玉—氮化硅复合材料现状

本文分析了陶瓷杯的损毁机理及陶瓷杯耐火材料的发展。重点总结了目前刚玉—氮化硅复合耐火材料的研究。

逆反应烧结制备碳化硅/氮化硅复合材料的工艺

制备Si3N4/SiC复合材料的常规反应烧结是以Si和SiC为原料进行氮化烧结,而逆反应烧结是以Si3N4和SiC为原料,首先使Si3N4反向反应为活性氧化物后再进行烧结。建立逆反应烧结工艺制备Si3N4/SiC复合材料的热力学基础。确定了Si3N4先于SiC氧化;氧化产物可以是SiO2,也可以是Si2N2O;形成的SiO2氧化膜不会与基体材料反应;在膜与基体之间可能生成Si2N2O。论证了逆反应烧结的热力学可行性。通过6个烧结实验,证实了其热力学分析的正确性,并从工艺参数与密度变化、残氮率和比强度等关系筛选出最佳的烧结工艺参数。

逆反应烧结制备铝电解槽用氮化硅—碳化硅复合材料

采用常规的反应烧结工艺制作铝电解槽侧壁材料用Si_3N_4/SiC时存在不足，为此，提出应用逆反应烧结工艺进行生产性试验的设想。在制备Si_3N_4/SiC复合材料时，常规反应烧结是以Si和SiC为原料经氮化烧结；逆反应烧结是以Si_3N_4和SiC为原料，首先使Si_3N_4反向反应生成活性氧化物后进行烧结。结果表明：该工艺特点是新生的Si_2N_2O或SiO_2进行活性烧结；制品具有良好的物理和化学性能。制品结构紧密，新生氧化物或亚氧化物紧密地充填在Si_3N_4和SiC颗粒间界，新工艺制备的砖的抗冰晶石熔体侵蚀的性能优于常规工艺烧成砖，是铝电解槽侧壁的良好材料。

碳纤维增韧增强氮化硅陶瓷基复合材料力学性能的数值模拟

斟于基体平均应力法以及等效夹杂法,提出了种求连续相材料的应力和应变T anakke-Mori Eshelby 1的近似理论,由此可精确评估两相和相复合材料的力学性能。本文利用计算机模拟对碳纤维增韧的氮化硅复3合材料(Cf/Si3N4的弹性模量、剪切模量和泊松比进行理论计算,从其内部微观结构出发,探讨了不同相含)量、气孔的含量以及形状等对复合材料学性能的影响。

SPS制备氮化硅/锌铝基复合材料的组织和性能研究

通过放电等离子烧结工艺制备了氮化硅/锌铝基复合材料,重点探讨了氮化硅添加量对氮化硅/锌铝基复合材料致密度、硬度和摩擦性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)及电子探针X射线显微分析仪(EPMA)对样品的微观组织进行了分析,并使用显微硬度仪、旋转摩擦试验仪对其性能进行了研究。结果表明:氮化硅在样品中分散均匀,且氮化硅的加入能够明显提高样品的致密度和硬度。当在锌铝合金中加入质量分数为20%氮化硅时,氮化硅/锌铝基复合材料致密度达到95.53%,同时与高锌铝合金烧结试样相比,其硬度提高了58.5%,达到162.56HV。氮化硅/锌铝基复合材料的耐磨性随着氮化硅的添加呈现先增加后下降的趋势,添加量为20%时摩擦系数达到最佳为0.2103,磨损量为0.00337 mm^(3)。

碳化硅增强氮化硅陶瓷复合材料的制备与表征

为了增加陶瓷球的韧性和耐磨性,提高轴承的抗冲击能力,在氮化硅中掺杂碳化硅,将硅粉、碳粉按一定比例混合,在氮气环境下采用自蔓延高温合成技术烧结,用热压烧结法制备不同碳含量的复合陶瓷,并通过试验研究其性能。结果表明:在氮化硅基陶瓷中掺杂质量分数为5%的碳化硅能改善晶界,有效抑制陶瓷球疲劳裂纹的扩展,材料韧性提高19. 23%,磨损率降低20. 83%,陶瓷轴承的抗冲击性能大大提高。

氮化硅—铁系复合材料的制造方法

本文介绍耐磨性、耐热性均优的氮化硅一铁系复合材料的制造方法。

氮化硅高温透波材料的研究现状和展望

从氮化硅的晶体结构出发,介绍了氮化硅陶瓷优良的性能,综述了近年来氮化硅透波纤维和氮化硅基透波复合材料的研究进展,并对现有氮化硅高温透波材料体系存在的问题及其未来的发展趋势作了展望。

Si_3N_4基复合材料的研究与应用进展

评述了Si3N4基复合材料的研究与应用进展,其中重点介绍了Si3N4基复合材料的制备工艺和力学性能;同时分析了我国在该领域的研究现状,并提出了今后的发展前景。

NiO催化氮化制备Si3N4/SiC复合材料及其高温性能

以原位生成的NiO纳米颗粒为催化剂,采用催化氮化的方法制备Si3N4/SiC复合材料,研究了所制备复合材料的常温物理性能、高温力学性能、抗热震性、抗氧化及抗冰晶石侵蚀性能。结果表明：1）所制备Si3N4/SiC复合材料的常温耐压强度及抗折强度值分别为131.0及24.6 MPa;2）Si3N4/SiC复合材料的高温抗折强度随着温度的升高而增加,1 573 K时达到最大值后又缓慢下降,但即使1 673 K时复合材料的高温抗折强度仍高于其常温抗折强度;3）Si3N4/SiC复合材料具有较好的抗热震性能,当实验温度为1 573 K,采用水冷时,其强度保持率仍有50%左右;4）所制备Si3N4/SiC复合材料开始氧化温度约为1 173 K,其抗氧化性能优于无催化剂时制备的Si3N4/SiC复合材料;5）所制备的复合材料具有良好的抗冰晶石侵蚀性能。由于Ni O纳米颗粒催化生成大量的Si3N4晶须,这些晶须交互分布在骨料之间,形成网络状结构,从而提高了复合材料的性能。

仿木年轮结构Si_(3)N_(4)/Ni复合材料微观组织及物理力学性能

工程陶瓷已广泛应用于工业领域,而其较高的脆性一直是推广受限的主要因素之一。基于此,本研究旨在协同提高工程结构陶瓷的强度和韧性。以微米级Si_(3)N_(4)粉体和高纯度镍丝为原料,借鉴仿生制备思路,利用热压烧结的方式制备仿木质年轮状Si_(3)N_(4)/Ni复合材料,研究了Si_(3)N_(4)/Ni复合材料中Si_(3)N_(4)与Ni丝的界面结合状态,测试了复合材料的物理力学性能。结果表明,复合材料中Si_(3)N_(4)基体与Ni之间界面结合良好,仿木质年轮的材料结构有助于陶瓷材料的强韧化,复合材料的弯曲强度达(989±87)MPa,断裂韧性达(8.12±0.8)MPa·m^(1/2),较单相Si_(3)N_(4)陶瓷的物理力学性能有较好的提升。