反應(yīng)燒結(jié)SiC及其復(fù)合材料的合成與制備.pdf

1、純碳反應(yīng)燒結(jié)碳化硅(Pure Carbon Reaction Bonded Silicon Carbide，簡(jiǎn)稱PCRBSC)是在傳統(tǒng)反應(yīng)燒結(jié)碳化硅(Reaction Bonded Silicon Carbide，簡(jiǎn)稱RBSC)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷材料，且目前采用干壓成型法、注漿成型法制備PCRBSC已經(jīng)獲得成功。本文主要探索一種高性能坯體成型技術(shù)—凝膠注模法成型PCRBSC的工藝及性能。同時(shí)為了改善RBSC陶

2、瓷材料固有的脆性，將碳化硅晶須(SiC<,w>)引入RBSC體系，提出了一種制備致密化SiC<,w>/SiC復(fù)合材料的思路并做了初步的探索。 凝膠注模成型是制備高性能坯體的一種有效方法，獲得高固相體積含量(≥50vol％)、低粘度的料漿是成型的關(guān)鍵所在，但炭黑粒子由于粒徑很小(30nm左右)，表面積很大，所以易團(tuán)聚而難以分散均勻。且料漿固相含量過(guò)高時(shí)，成型的坯體碳密度也會(huì)過(guò)高而導(dǎo)致燒結(jié)困難。為了解決炭黑的分散及成型后坯體碳密度過(guò)

3、高的問(wèn)題，通過(guò)加入成孔劑制備了一種低密度的二次炭黑粒子，然后再凝膠注模成型。研究表明，通過(guò)制備二次粒子，采用合適的分散劑、級(jí)配工藝可以得到高固相、低粘度的料漿且成型后的坯體碳密度合適。最終通過(guò)反應(yīng)燒結(jié)獲得了密度為3.08g/cm<'3>，室溫三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為432MPa的PCRBSC材料。 碳化硅陶瓷由于固有的脆性，限制了其使用范圍，反應(yīng)燒結(jié)法制備SiC<,w>/SiC復(fù)合材料主要研究采用晶須增韌的方法制備一種致密化SiC基復(fù)合材

4、料。但采用滲硅反應(yīng)燒結(jié)法制備SiC<,w>/SiC復(fù)合材料有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，SiC<,w>極易在熔融硅中溶解再析出，所以對(duì)SiC<,w>進(jìn)行保護(hù)十分必要。本文采用了溶膠—凝膠法在SiC<,w>上涂覆了一層Al<,2>O<,3>進(jìn)行保護(hù)，在1650℃的高溫下燒結(jié)SiC<,w>仍有保留，說(shuō)明涂層起到了一定的保護(hù)作用，材料的斷裂韌性也有一定提高。通過(guò)斷口形貌觀察，有明顯的晶須拔出。本實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)初步的研究為這種材料的制備提供了一種可能性。