黄小萧
,
温广武
稀有金属材料与工程
以铝粉、石墨粉和有机物聚碳硅烷(PCS)为原材料,采用预裂解及原位反应热压烧结的方法制备了Al4SiC4块体陶瓷.通过XRD,SEM,TEM及力学性能分析等测试手段对材料的结构及性能进行了分析研究.原料预裂解粉的XRD分析结果表明:原料在预裂解后,反应产品主要为Al4C3和SiC的混合粉末.将预裂解后的Al4C3和SiC混合粉进行热压烧结,烧结产品经XRD分析表明最终物相主要为Al4SiC4相.Al4SiC4陶瓷的微观组织观察表明,Al4SiC4粒子形貌为板片状,在{0001}基面上分布有大量的层错.Al4SiC4陶瓷的室温弯曲强度随烧结温度的升高而增加,而断裂韧性则随烧结温度的升高而降低.
关键词:
Al4SiC4
,
合成
,
组织结构
,
力学性能
黄小萧
,
温广武
稀有金属材料与工程
从高温氧化动力学、组织的微观进化及高温氧化机理3部分对Al4SiC4陶瓷在1200℃～1700℃的高温氧化行为进行了系统的研究.研究结果表明,Al4SiC4陶瓷具有优异的高温抗氧化性能.氧化动力学符合抛物线规律,其氧化活化能经计算为220 kJ/mol.XRD及SEM研究结果表明:Al4SiC4陶瓷在1200～1500℃的氧化表面物相为Al2O3和铝硅酸盐玻璃;而高温氧化表面(1600℃～1700℃)的物相由Al2O3,莫来石和铝硅酸盐玻璃构成.由氧化试样横截面观察得知氧化层按其特征的不同分为3个部分:具有较多细小尺寸孔洞的反应层;具有较大尺寸孔洞的中间层和致密的外氧化层.在高温抗氧化机理部分中首先从热力学上计算了氧化过程中各反应的生成焓和吉布斯自由能;然后对高温氧化过程进行了推理和分析;最后根据上述试验及推理结果建立了Al4SiC4陶瓷的高温抗氧化模型.
关键词:
Al4SiC4陶瓷
,
氧化动力学
,
氧化相组成
,
氧化层
,
热力学
,
氧化模型
丁硕
,
温广武
,
雷廷权
,
周玉
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2002.05.004
采用原位自生法设计并制备了一种新型纳米-微米颗粒增强B4C基复合材料:Al2O3-TiB2/B4C.理论计算和实验证明,可在相对较低的温度(1950℃)下成功实现预期的原位反应,得到完全致密化的复合材料.复合材料中生成细小均匀的微米级Al2O3和TiB2颗粒增强相,并在B4C晶粒内部形成Al2O3纳米颗粒增强相,得到晶间/晶内复合增强的组织结构.复合材料具有优异的综合力学性能,维氏硬度值达到28.8GPa,断裂韧性高达8.27 MPam1/2,耐磨性能大幅提高,K IC3/4*HV1/2达到26,是一种很有发展潜力的复合材料.还探讨了该种纳米-微米颗粒增强复合材料的韧化机制.
关键词:
碳化硼
,
原位反应
,
纳米
张俊宝
,
雷廷权
,
温广武
,
周玉
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2001.04.025
综述了氮氧化硅的制备方法,系统介绍了无机固相反应法、化学气相沉积法和有机先驱体法制备氮氧化硅的工艺条件,阐述了终产品与原料和工艺条件的关系,并指出了各方法的优缺点和亟待解决的问题.着重介绍了聚合物先驱体的合成方法和结构影响因素,并详细介绍了热分解条件对氮氧化硅陶瓷成分和性能的影响.这对氮氧化硅陶瓷的成分设计、合成和性能研究具有重要指导意义.
关键词:
氮氧化硅
,
固相反应
,
化学气相沉积
,
有机先驱体
温广武
,
李峰
,
韩兆祥
,
白宏伟
稀有金属材料与工程
通过有机聚合物先驱体法使用四氯化硅(SiCl4)、苯甲醛(PhCHO)、烷基胺(RNH2)、三氯化硼(BCl3)为原料,通过有机-无机裂解转化制备了SiBONC陶瓷的纳米粉体.在对SiBONC陶瓷粉末坯体进行高温气压处理时,发现在坯体表面生长出大量β-SiC纳米线.通过XRD、FT-IR、SEM、TEM等分析测试手段分析了该纳米线的微观结构和物相组成,并初步推断了其生长机制.结果表明:该纳米线为结晶良好的β-SiC,其主要组成元素为Si、C及少量的O;其直径在20～200 nm之间,其平均长度在1 mm左右.
关键词:
SiC
,
纳米线
,
气压烧结
,
SiBONC陶瓷
吕毅
,
温广武
,
宋亮
,
雷廷权
,
周玉
稀有金属材料与工程
通过B4C和WC之间的固相反应热压烧结制备C/W2B5复合材料,并研究了W2B5含量对复合材料显微结构和性能的影响.结果表明该复合材料具有较高的致密度,最高达100%;生成的W2B5颗粒呈板片状,且随碳含量的增加,其尺寸减小.复合材料具有优异的力学性能和导电性,其强度和韧性最大值分别为786.2±91.2 MPa和8.89±0.68MPa·m1/2,电阻率最低仅为0.61μΩ·m.分析认为高强度和低电阻率主要归因于高致密度和高强度、低电阻率的W2B5相的生成,而较高的韧性来源于板片状W2B5颗粒和残余应力所产生的裂纹桥接,偏转增韧机制.
关键词:
致密度
,
抗弯强度
,
断裂韧性
,
电阻率
张俊宝
,
温广武
,
贾德昌
,
雷廷权
,
周玉
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2001.03.009
用SiCl4为原料,通过水解和氨解的方法,制备了不同含氮量的硅氧氮先驱体.先驱体通过脱氨基原位聚合,再经过无机化转变成为成分均匀的硅氧氮粉体,用所得粉体热压烧结制备了硅氧氮材料.测试分析结果表明,氮的引入使氧化硅的析晶温度提高了150℃;适量析晶显著提高材料的力学性能;烧结温度为1400℃时,氮的质量分数为24.3%材料的强度和韧性最大,分别达到156MPa和1.8MPa*m1/2,比SiO2基体的强度和韧性提高了4.58倍和2.25倍.
关键词:
硅氧氮
,
先驱体
,
热分解
,
力学性能
黄小萧
,
温广武
,
白宏伟
,
张宝友
稀有金属材料与工程
在A1-Si-C三元相图的基础上设计了富SiC、化学计量、富C 3种不同的成分配比的A14SiC4陶瓷并进行热压烧结.经过对陶瓷的组织结构及性能观察得知烧结样品的相组成基本一致,主要为A14SiC4相.不同成分配比的A14SiC4陶瓷晶粒尺寸大致相当,A14SiC4粒子交错搭接,平行于晶体的基面上仍然可观察到层错的存在.不同成分下制备A14SiC4陶瓷的致密度按富SiC、化学计量和富C的顺序逐次升高;在相同制备工艺下,按富SiC、化学计量和富C的顺序,随烧结样品致密度的升高,陶瓷的弯曲强度和维氏硬度也随之升高,但是断裂韧性却表现为相反的变化趋势.
关键词:
Al4SiC4
,
组织观察
,
力学性能
,
增韧机理
宋桂明
,
王玉金
,
周玉
,
郭英奎
,
温广武
稀有金属材料与工程
用自制的氧乙炔烧蚀装置对ZrCp/W复合材料烧蚀性能进行了研究。结果表明：复合材料的质量烧蚀率和线烧蚀率由低到高的排列顺序为40％ZrCp(体积分数,下同)/W＜30％ZrCp/W＜W；钨中加入ZrC颗粒明显提高了钨的抗烧蚀性能,而且ZrC颗粒含量越高,材料抗烧蚀性能越好。并用多波长高温计对烧蚀表面温度进行在线测试。复合材料烧蚀机理是W,ZrC的氧化烧蚀。
关键词:
ZrCp/W复合材料烧蚀性能氧化烧蚀
