3D-C/SiC复合材料热震损伤行为

用3D-C/SiC和重结晶SiC陶瓷材料在光辐射热震试验机上进行了两种温度落差(ΔΤ=600℃,800℃)和不同应力的热震试验。3D-C/SiC用弹性模量和电阻表征的热震损伤曲线有相似的规律,即都大致由三阶段构成,首先是损伤急剧增加阶段,紧接着是损伤缓慢增加阶段,最后为损伤短暂的急剧增加阶段。个别电阻表征的热震损伤曲线仅在初始阶段损伤有下降现象。3D-C/SiC复合材料的抗热震性能明显优于重结晶SiC陶瓷材料;三种界面层的3D-C/SiC中,以热解碳沉积时间为20h获得的界面层复合材料热震寿命最长。

MoSi_2-SiC复合材料的制备及抗热震性能研究

为了提高重结晶SiC材料的性能,先以高纯SiC为原料,水溶性树脂为结合剂,经混练、成型、烘干、烧成(真空,2 400℃保温2 h)后得到重结晶Si C试样;再用物质的量比为2 1的混合均匀的Si粉和Mo粉将放置于石墨坩埚内的重结晶Si C试样掩埋,在真空、2 000℃保温5 h制备出致密MoSi_2-SiC复合材料,研究了溶渗法制备的MoSi_2-SiC复合材料的性能。结果表明:Mo Si_2-SiC复合材料中主相为Si C,还含有10%(w)的Mo Si_2和3%(w)的Mo_5Si_3相,材料的致密度显著提高,抗热震性能显著优于Si_3N_4结合Si C和重结晶Si C材料的。

MoSi_2-SiC复合材料的制备及其抗氧化性研究

先以SiC(粒度分别为≤2.5、≤0.062 mm)为主要原料,水溶性树脂为结合剂,经混练、成型、烘干后得到SiC坯体,再用MoSi_2微粉(d_(50)=3μm)掩埋SiC坯体,在真空条件下2 000℃保温3 h进行熔渗烧结,以直接熔渗法制备出MoSi_2-SiC复合材料,并与R-SiC和Si_3N_4-SiC材料一起进行在空气中于1 600℃的静态抗氧化试验,以对比研究其抗氧化性能。结果表明:经1 600℃氧化75 h后,Mo Si_2-SiC复合材料的抗氧化性优于R-Si C、Si_3N_4-SiC材料的;Mo Si_2在烧结过程中部分发生分解生成了Mo_5Si_3,Mo Si_2、Mo_5Si_3填充于Si C的内部并实现烧结致密化,使Mo Si_2-SiC复合材料的显气孔率显著降低至5.7%;Mo Si_2-SiC复合材料中Mo Si_2、Mo_5Si_3含量(w)分别为10%~15%、3%~5%,1 000℃下的热导率为46.5 W·m^(-1)·K^(-1),显著高于R-SiC和Si_3N_4-SiC材料的。

匣钵材料抗氢氧化锂侵蚀性研究

为寻找抗碱性强且满足三元正极材料烧结使用的匣钵材料,将LiOH·6H_(2)O分别置于重结晶SiC、β-SiC结合SiC质匣钵材料上,在氧气气氛下经780℃保温20 h进行侵蚀试验,并与市售的堇青石-莫来石质匣钵材料做对比,采用SEM及XRD分析了3种材料的显微结构与物相组成。结果表明:1)β-SiC结合SiC材料经侵蚀后表面生成了一层厚度为4.2 mm的反应层;重结晶SiC材料表面没有明显的反应层;堇青石-莫来石材料表面变得凹凸不平,表面以下生成深度约1.8 mm的反应层。2)匣钵材料的致密性会显著影响Li_(2)O的渗透深度;β-SiC结合SiC材料较为致密,Li_(2)O渗透深度浅,反应所伴随的体积膨胀效应严重改变了材料的表面结构。3)重结晶SiC材料显气孔率及孔径均大于β-SiC结合SiC材料的,Li_(2)O更容易渗透进入重结晶SiC材料内部,在内部孔隙中生成Li_(2)SiO_(3),但重结晶SiC材料的整体结构未受到明显影响。

SiC浆料流变性能研究及对注浆成型坯体的影响

以粒径分别为100、5和0.6μm,比例为7:1:2的SiC为原料,添加分散剂四甲基氢氧化铵(TMAH),加入HCl或NaOH调节浆料pH值,通过机械搅拌制备出适合注浆成型的重结晶SiC浆料。研究分散剂的添加量,pH值以及固相含量对浆料流变性能的影响,选择固相含量高、稳定分散并且粘度低的浆料作为注浆成型的优选浆料。结果表明,相同固相含量下加入质量分数0.2%的TMAH,pH值为9可获得稳定分散,粘度最低的浆料;随着固相含量的增加,浆料的粘度不断增大,对不同固相含量的浆料进行注浆成型,发现固相含量为67.5%的浆料,其坯体致密度最高,为2.39g/cm3(75.9%),坯体内部均匀,气孔少,质量优异。