硼离子注入对SiC-C/SiC复合材料抗氧化性影响

通过等离子体源离子注入法(PSII),对带有SiC涂层的C纤维增强SiC基(SiCC/SiC)复合材料进行硼离子注入,研究了硼离子注入对样品抗氧化性能的影响。通过俄歇电子能谱检测分析了样品成份的深度分布。在空气中1300℃的高温条件下进行了氧化实验。通过XRD和扫描电镜分别对样品的化学组成和表面形貌进行了表征,对样品的力学性能进行了测试。结果表明,对SiCC/SiC复合材料注入硼有助于提高其抗氧化性能。经过离子注入试样的弯曲性能与未经离子注入试样相比变化很小。

SiBN陶瓷纤维的脱碳工艺研究

以三氯化硼、六甲基二硅氮烷、三氯硅烷和甲胺为原料,采用多步法合成、聚合得到可纺性良好的聚硼氮硅烷(PBSZ)前驱体,通过熔融纺丝得到前驱体纤维,再经热化学交联得到不熔化纤维;在氨气/氮气(NH_3/N_2)气氛下进行热解脱碳(C)处理制备了硅硼氮(SiBN)陶瓷纤维;研究了NH_3/N_2体积比、气体流量、升温速率、保温时间以及热解温度等对SiBN纤维中C含量的影响,分析了PBSZ的脱C机理。结果表明:较优的热解工艺是NH_3/N_2体积比为3∶1,升温速率为0.5℃/min,600℃和1 000℃分别保温3 h,气体流量为100 m L/min,可制备C质量分数小于0.1%的Si BN陶瓷纤维;NH3对脱C具有积极作用,在热交联反应、自由基反应和脱氢偶合反应的综合作用下,C主要以甲胺和甲烷的形式脱除。

SiBNC体系陶瓷的材料计算研究进展

Si BNC体系陶瓷具有优异的高温稳定性以及抗氧化性能,是硅基高性能陶瓷领域的研究热点。然而由于其具有非晶的微观结构特征,极大的限制了Si BNC体系陶瓷性能的设计、调控以及稳定化制备。近年来,第一性原理和分子动力学方法被报道用来计算研究Si BNC体系陶瓷性能与微观结构的相关性,取得大量实用的研究成果,综述了Si BNC体系陶瓷的材料计算研究进展。

AgCuTi钎料钎焊2Si-B-3C-N陶瓷接头的微观结构及力学性能

采用Ag Cu Ti钎料对2Si-B-3C-N陶瓷自身进行了真空钎焊,研究了接头典型微观形貌及工艺参数对接头组织和抗剪强度的影响。研究表明:采用Ag Cu Ti钎料可实现2Si-B-3C-N陶瓷自身的良好连接。在900℃保温10 min条件下,接头界面反应产物为Ti C、Ti Si2和Ti Si,且Ti Si呈树枝状扎钉在Ti Si2层边缘,弥散分布在接头中,对接头起到强化作用。从陶瓷侧面至钎缝中心,接头组织结构依次为2Si-B-3C-N/Ti C/Ti Si2/Ti Si/Ag(ss)+Cu(ss)。接头抗剪强度随着温度升高和时间增加,均呈先增大后减小趋势。在900℃保温10 min条件下,接头抗剪强度最高,达到138 MPa。

SiBCN陶瓷和Ti_(2)AlNb合金瞬时液相扩散连接接头的微观组织和力学性能

采用AgCu钎料瞬时液相扩散连接SiBCN陶瓷和Ti_(2)AlNb合金,研究连接温度和时间对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:连接过程中,Ti_(2)AlNb合金中的Ti元素向AgCu液相中溶解并与SiBCN陶瓷反应产生TiC界面反应层;液相中的Cu元素则向Ti_(2)AlNb中扩散形成Nb(s,s)和TiCu_(2)Al,使得液相发生等温凝固。随着温度升高或保温时间的延长,TiC层厚度增加,Cu(s,s)消失而TiCu_(2)Al化合物含量增加,接头室温抗剪强度呈现先上升、后下降趋势。在840℃保温40 min时所获接头在室温和500℃时抗剪强度分别达到(73±10)MPa和(95±16)MPa,这得益于Ag(s,s)良好的耐热性和应力缓解效果。