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碳化硅泡沫陶瓷浆料成分与烧结性能

将用于制备碳化硅泡沫陶瓷的浆料烘干、制粉、干压、烧结,从而探讨浆料的成分与烧结性能的关系.样品的抗弯强度与烧结助剂的含量之间存在最佳搭配关系,烧结对强度的贡献主要来自于新相莫来石的生成和玻璃相对碳化硅颗粒的包覆、连接作用.同种成分的样品开气孔率随着烧结温度的升高表现出单调下降的趋势,而抗弯强度与开气孔率的变化并没有表现出完全相反趋势;不同成分样品的耐火度均保持在1730℃没有变化.采用最佳配方的浆料和最佳烧结温度制备的碳化硅泡沫陶瓷抗弯强度可达到0.72MPa.

关键词: 泡沫陶瓷 , silicon carbide , slurry , sintering performance

木材陶瓷化反应机理的研究

蔡宁 , 马荣 , 乔冠军 , 金志浩

无机材料学报

研究了木材制备ＳｉＣ陶瓷的反应过程及熔融硅与多孔木炭反应的机理．结果表明，木材制得的ＳｉＣ陶瓷的最终组织取决于渗硅处理温度．较低温度下形成碳化硅多孔材料，较高温度下形成Ｓｉ／ＳｉＣ复相致密材料．分析指出，木材制备ＳｉＣ陶瓷中Ｓｉ／Ｃ反应的大致过程为：熔融硅沿木炭毛细管壁上升，同时与接触的碳反应形成碳化硅，碳化硅层不断向碳层推进直至多孔碳骨架完全转化为碳化硅．生成的碳化硅在反应后期会发生再结晶，最终组织形态表现为多边形大颗粒碳化硅分布在自由硅基体上．

关键词: 木材 , reaction mechanism , microstructure , silicon carbide

反应烧结碳化硅的研究与进展

王艳香 , 谭寿洪 , 江东亮

无机材料学报

反应烧结碳化硅以其适中的机械性能、抗氧化性能和相对较低的造价而日益受到重视.本文对反应烧结碳化硅的类型、当前研究热点及反应烧结机理进行了综合评述.

关键词: 反应烧结 , silicon carbide , research and preparation , reaction mechanism

微孔碳陶瓷化反应机理的研究

徐顺建 , 乔冠军 , 王红洁 , 李涤尘 , 卢天健

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00291

研究了微孔碳制备SiC陶瓷的反应过程及反应机理.SiC陶瓷的最终组织受C/Si质量比及渗硅时间的影响.较低C/Si质量比时试样中心未被硅化，较高C/Si质量比时制得由SiC、Si及极少量未反应C组成的复相陶瓷.随渗硅时间延长，复相陶瓷中SiC颗粒的形状由长条状向无规则状转变，颗粒分布则由局部有序向无序转变.反应过程为：液硅因毛细作用自发的渗入微孔碳孔道，同时与溶解的碳壁发生反应生成SiC.因孔道及碳壁尺寸的不同造成液硅渗入深度和碳壁被溶解厚度的差异，结果出现被SiC包裹的小颗粒碳.随后被包裹的碳通过SiC层扩散到液硅中，沉积在先形成的SiC上促使大量先形成SiC的合并以及部分硅被SiC包裹，进而改变SiC陶瓷的显微组织.

关键词: 微孔碳 , reaction mechanism , microstructure , silicon carbide

化学气相沉积碳化硅的热力学分析

卢翠英 , 成来飞 , 张立同 , 徐永东 , 赵春年

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.01189

根据吉布斯自由能最小原理, 采用FACTSAGE计算软件, 重点对MTS/H₂体系化学气相沉积碳化硅进行了均相平衡计算,评价了体系中主要化合物对沉积碳化硅的作用. 结果表明,低温和高压下, SiCl₄和CH₄的含量最多, 不饱和物质和自由基的含量非常少, 温度的升高和压力的下降可显著提高不饱和物质和自由基的浓度; 高温和低压下, SiCl₂和C₂H₂可能是形成碳和硅的主要先驱体, 其它稳定物质如碳氢化合物、有机硅化合物和硅烷等由于浓度太小和表面反应粘结系数低, 对碳化硅的沉积可以不予考虑; 体系中几乎没有含Si--C和Si--Si键的物质, 说明碳化硅是经过碳和硅独立形成, 二者的相对速率决定了碳硅比.

关键词: 热力学 , surface reactive sticking coefficient , chemical vapor deposition , silicon carbide , null

网眼多孔陶瓷浸渍成型工艺的研究

朱新文 , 江东亮 , 谭寿洪

无机材料学报

采用一种具有三维网状结构和连通气孔的氨酯海绵作为骨架来制备网眼多孔陶瓷．采用一种亲水憎水平衡值（ＨＬＢ）＞１２的表面活性剂溶液对海绵体孔筋表面进行改性处理，改善了海绵与水基浆料之间的粘附性，增加了浆料涂覆量．研究了浆料固含量、有机泡沫体网眼大小、对辊间距和挤压次数对浆量涂覆量及结构均匀性的影响．结果表明：浆料固含量和对辊间距是影响涂覆量及结构均匀性的最主要因素．还发现网眼烧结体的相对密度与相对对辊间距具有很好的线性关系，这为预测和优化材料的渗透率及机械强度提供了一定的依据．

关键词: 多孔陶瓷 , impregnating process , silicon carbide , slurry

高温超高压烧结纳米 SiC的研究

谢茂林 , 罗德礼 , 鲜晓斌 , 冷邦义 , 谢东华 , 鲁伟员

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00811

采用高温超高压(HT-HP)技术在4.5GPa/1250℃/20min工艺条件下制备了添加2wt% Al₂O₃助烧结剂的纳米SiC 陶瓷. 采用X射线粉末衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDX)、纳米压痕(Nano indenter)研究了烧结SiC陶瓷的物相组成、晶粒大小、化学成分、微观结构、纳米压痕力学性能等. 结果表明: 采用超高压烧结, 可以在较低温度(1250±50℃)、较少烧结助剂用量下实现纳米SiC的致密烧结. 烧结体未发生相转变, 结构致密, 无孔隙, 晶粒尺寸为22nm, 晶格常数为0.4355nm;显微硬度为33.7GPa, 弹性模量为407GPa.

关键词: 超高压 , sinter , silicon carbide , alumina

挤出成型碳化硅陶瓷的力学性能和显微结构

郭晓明 , 闫永杰 , 陈健 , 黄政仁 , 刘学建

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01155

以羟丙基甲基纤维素（HPMC）作为有机塑化剂, 采用挤出成型工艺常压烧结制备碳化硅陶瓷管材, 系统研究了羟丙基甲基纤维素含量对陶瓷管材性能的影响以及不同温度制度下碳化硅陶瓷显微结构变化. 研究结果表明, 陶瓷管材坯体的平均径向抗外压强度随着HPMC含量的增加呈增加趋势, 当HPMC含量为7.5wt％时达462MPa; 2200℃保温1h烧结陶瓷管材的致密度随着HPMC含量的改变没有明显的变化. 采用两步烧结法得到的碳化硅管材体积密度从3.00g/cm³增加到3.07g/cm³, 平均径向抗外压强度达540MPa, 致密度可达95.9%. 抛光面经化学腐蚀后的显微结构表明碳化硅颗粒出现异常长大, 有部分板状晶粒出现.

关键词: 挤出成型 , silicon carbide , microstructure

介孔模板限域法制备SiC纳米颗粒

张勇 , 陈之战 , 施尔畏 , 严成锋 , 刘学超

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00285

以SBA-15介孔二氧化硅为模板，以蔗糖为碳源制备了SiC纳米颗粒.研究了制备温度、升温速率和反应时间对SiC产物的影响.相对较低的制备温度、较快的升温速率、较短的保温时间，能充分发挥介孔模板的限域作用，可制备出尺寸小、分布均匀的SiC纳米颗粒.相对较高的制备温度、较慢的升温速率、较长的保温时间，介孔模板的限域作用减弱，产物中出现更多的SiC纳米线，生成的SiC颗粒也会明显长大.

关键词: SBA-15模板 , silicon carbide , nanoparticles

微波烧结制备碳化硅粉体的研究

郝斌

硅酸盐通报

以乙炔炭黑和硅粉为原料,采用微波烧结技术合成制备了粒度不同的碳化硅粉体.研究了反应温度和保温时间对碳化硅粉体产率和粒度的影响.结果表明:在900℃反应30 min,所得产物的主要物相为β-SiC和仍残余少量金属Si.随着反应温度的升高,产物中SiC的含量不断增加,残余金属Si的含量则明显下降.当反应温度升高至1100℃以上时,则得到单相的β-SiC.在1200℃下反应5min,产物中主要物相为SiC,存在着少量未反应的金属Si,当反应时间延长到15 min时,即得到单相的β-SiC.

关键词: 微波烧结 , 乙炔炭黑 , 硅粉 , 碳化硅

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