無粘結(jié)劑C-SiC-B-,4-C碳-陶復(fù)合材料的制備及自愈合抗氧化性能研究.pdf

1、碳材料由于具有密度小,耐高溫,優(yōu)良的抗熱震性能,強(qiáng)度不隨溫度升高下降等特點(diǎn)而大量應(yīng)用于高溫場(chǎng)合.但由于碳在空氣中高溫下會(huì)發(fā)生氧化,這大大限制了其應(yīng)用.多年以來,提高碳材料的高溫抗氧化性能一直是材料科技人員奮斗的目標(biāo),C-SiC-B<,4>C碳/陶復(fù)合材料就是這方面研究的嘗試.不同于涂層法抗氧化,C-SiC-B<,4>C復(fù)合材料的抗氧化具有自愈合特點(diǎn).含有一定揮發(fā)份的生石油焦經(jīng)超細(xì)研磨后無需添加粘結(jié)劑可以直接進(jìn)行成型和燒結(jié),這種特殊的自燒

2、結(jié)碳素原料可以制備高強(qiáng)高密的各向同性碳素材料.該文在此研究基礎(chǔ)上成功制備出了C-SiC-B<,4>C碳/陶復(fù)合材料:以含揮發(fā)份12％的南京生焦作為碳源,外加不同含量的SiC、B<,4>C陶瓷粉末,混合球磨獲得碳陶復(fù)合細(xì)粉末,模壓成型,然后經(jīng)1600℃燒結(jié)得到不同陶瓷含量的C-SiC-B<,4>C復(fù)合材料.測(cè)定了復(fù)合材料的密度與強(qiáng)度,討論了制備高密度復(fù)合材料需要滿足的條件.通過燒結(jié)前后復(fù)合材料的粉末X射線物相分析及復(fù)合材料斷面微結(jié)構(gòu)的觀察

3、,詳細(xì)研究了復(fù)合材料的燒結(jié)過程和燒結(jié)機(jī)理.在700℃~1300℃各溫度下對(duì)C-SiC-B<,4>C復(fù)合材料進(jìn)行了高溫抗氧化性能的測(cè)試.結(jié)果表明:復(fù)合材料在1100℃、1200℃氧化時(shí)表面會(huì)生成固態(tài)自愈合抗氧化保護(hù)膜,該層保護(hù)膜的生成可以阻止復(fù)合材料繼續(xù)被氧化;而當(dāng)復(fù)合材料在1300℃下氧化時(shí)生成的自愈合保護(hù)膜呈液態(tài),此時(shí)復(fù)合材料的抗氧化性能變差.自愈合抗氧化保護(hù)膜的成分是SiC、B<,4>C氧化后生成的SiO<,2>·B<,2>O<,3