高致密碳化硅陶瓷的低温液相烧结

SiC陶瓷具有强共价键结构,表面扩散系数较低,其低温烧结致密化一直是业内学者研究的焦点之一。利用Pr_(3)Si_(2)C_(2)与SiC在~1150℃发生低温共晶液相转变可促进SiC烧结的原理,采用熔盐法,在SiC颗粒表面原位生长出Pr_(3)Si_(2)C_(2),促进了Pr_(3)Si_(2)C_(2)烧结助剂与SiC颗粒的均匀分散。通过电场辅助烧结,在1500℃低温下实现了SiC陶瓷的高致密化(气孔率~0.3%),热导率达到106 W·m^(-1)·K^(-1)。通过对SiC陶瓷微观结构分析,其烧结过程为典型的液相烧结溶解—沉淀机制。本文Pr_(3)Si_(2)C_(2)低温烧结助剂的开发为SiC陶瓷及其复合材料的低温烧结提供了实验依据。

熔盐法合成Pr_(3)Si_(2)C_(2)粉体及其微观结构表征

Pr_(3)Si_(2)C_(2)是一种新型三元层状结构材料,兼具陶瓷和金属的双重特性。由于稀土元素Pr易氧化,如何实现Pr_(3)Si_(2)C_(2)的可控制备是目前研究的重点之一。以SiC和稀土金属Pr为原料,以NaCl-KCl混合熔盐为反应介质,采用熔盐法制备Pr_(3)Si_(2)C_(2)粉体。研究了反应温度对合成产物的物相组成和微观形貌的影响,结果表明,在850℃氩气保护气氛下熔盐反应5 h,可合成出较纯的Pr_(3)Si_(2)C_(2)粉体,其含氧量为~8 wt.%。熔盐法合成Pr_(3)Si_(2)C_(2)粉体为其陶瓷的制备,以及作为SiC陶瓷低温烧结助剂的应用研究奠定了基础。