反應(yīng)燒結(jié)碳化硼碳化硅復(fù)合材料的研究

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1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷材料具有優(yōu)異的耐高溫、抗氧化、抗熱震、耐磨損、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大和耐化學(xué)腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、國防等工業(yè)領(lǐng)域。雖然反應(yīng)燒結(jié)碳化硅具有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于制品中較高的游離硅含量會(huì)增加制品的脆性，降低了制品的硬度。凝膠注模工藝是建立在傳統(tǒng)陶瓷注漿成型技術(shù)和高分子化學(xué)理論的基礎(chǔ)上的一種新的成型工藝，是通過有機(jī)單體聚合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)漿料的原位成型的凈尺寸成型方法。凝膠注模工藝成型的坯體具有密度均勻、致密度高、強(qiáng)度大、可進(jìn)行機(jī)械加工等特點(diǎn)．為了提高反應(yīng)燒

2、結(jié)碳化硅的力學(xué)性能，本課題以碳化硼顆粒為增強(qiáng)相，采用凝膠注模成型工藝制備反應(yīng)燒結(jié)B4C／siC復(fù)合材料。通過對(duì)低粘度、高固相含量碳化硼／炭黑／碳化硅漿料的制備技術(shù)以及凝膠注模成型工藝參數(shù)的研究，制備出了結(jié)構(gòu)均勻、致密度高的反應(yīng)燒結(jié)碳化硼／碳化硅復(fù)合陶瓷，并對(duì)坯體和燒結(jié)試樣的力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試分析。本文系統(tǒng)研究了碳化硼／炭黑／碳化硅料漿制備過程中不同碳化硅顆粒級(jí)配、碳化硼含量和碳化硼顆粒大小、球磨時(shí)間、料漿pH值、固相含量對(duì)瓣漿粘度的影響。制備出了固相含量高達(dá)55v01％，B4C含量為20

3、州％流變性能夠滿足凝膠注模工藝要求的碳化硼／炭黑／碳化硅料漿。通過改變引發(fā)劑用量、環(huán)境溫度以及緩凝劑用量可以控制聚合反應(yīng)的誘導(dǎo)期，從兩保證澆注過程的順利進(jìn)行，有利于制備均勻性好、致密度高的反應(yīng)燒結(jié)B4C／siC陶瓷坯體．通過對(duì)凝膠注模成型反應(yīng)燒結(jié)碳化硼／碳化硅坯體及燒結(jié)試樣的性能研究表明；坯體的線收縮率隨固含量及碳化硼含量的增加麗降低；彎曲強(qiáng)度隨著圓含量的增加而增大，當(dāng)固含量為55v01％時(shí)強(qiáng)度達(dá)到“．3MPa。燒結(jié)體的密度隨著碳化硼含量的增加而下降；試樣的斷裂韌性隨碳化硼含量的增加而呈現(xiàn)先增加后

4、減小的趨勢(shì)。當(dāng)碳化硼含量為lO帆％時(shí)，斷裂韌性達(dá)到最大值5．啪a．m垤：燒結(jié)體的硬度隨著碳化硼含量的增加而增加，當(dāng)碳化硼含量達(dá)20州=％時(shí)，硬度達(dá)到94．5l狂lA。坯體和燒結(jié)試樣的顯微結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，凝膠注模坯體顆粒堆積致密，均勻分散，燒結(jié)試樣的顯微結(jié)構(gòu)均勻致密，具有良好的微觀性能。對(duì)燒結(jié)體的x射線衍V山東大學(xué)碩士學(xué)位論文射分析說明，燒結(jié)體的晶相組成為舡SiC、Si、B—SiC和B4C，沒有發(fā)現(xiàn)未參加反應(yīng)的碳。關(guān)鍵詞：凝膠注模成型反應(yīng)燒結(jié)B‘C／siC復(fù)合材料Ⅵ山東大學(xué)碩士學(xué)位論文岫班o、蜘inc

5、∞勰ing誦mthe∞n七entofB4C．Wh％thccom鋤tofB4Ci5lO州％，me瑚xim眥丘act眥tou咖螂sof伽pos沁is5．07Ⅷ’a．m忱．neha】咖嘲ofsinteredbodi銘i∞嵋髂銘1Ⅳilhthein嗽蠲iIlgofB4Ccont膃L’Iheh砌n髂si8越high鋤94．5m認(rèn)wh∞thecontentof＆Cis20州％．Themicroscopiccx硼nir塒onshowsthcgreenbodyandsintereds鋤pka∞h伽∞gcn∞腿an

6、dden∞．11lepriI虻ip王eph嬲ofRBSCa托SiC鋤dSi，刪ch懈i玎Vestig曲edbyⅪtD鋤dthelln·塢actedcarbonblackw鶴notfound．Keywor凼：Gel-c鷦tin呂r∞cti佃-sil此riI強(qiáng)B4C／SiC㈣positcⅧ原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均

7、己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：望塹日期：．絲z!!關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明本人完全了解山東大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)山東大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。(保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)論文作者簽名：望墊導(dǎo)師簽名：三芝日期：=：：：!：y山東大學(xué)碩士學(xué)位論文1．1研究

8、背景第一章緒論碳化硅(SiC)是一種重要的工程材料，具有優(yōu)異的耐高溫、抗氧化、抗熱震、耐磨損、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大和耐化學(xué)腐蝕等性能。因此，碳化硅材料已被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域【11。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅是在高溫下液硅滲入含碳坯體，并與碳反應(yīng)生成碳化硅，然后再對(duì)坯體進(jìn)行燒結(jié)．用反應(yīng)燒結(jié)工藝制備碳化硅，秉承了碳化硅陶瓷的優(yōu)異性能，而且反應(yīng)燒結(jié)具有工藝簡(jiǎn)單，燒結(jié)時(shí)間短，燒結(jié)溫度低，凈尺寸燒結(jié)等優(yōu)點(diǎn)，使得反應(yīng)燒結(jié)碳化硅成為一種最早實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)陶瓷，具有廣闊的應(yīng)用前景【2叫。雖然反應(yīng)燒