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SiC/SiC复合材料的原位合成与表征

焦宇鸿 , 王芬 , 朱建锋

人工晶体学报

采用常压烧结原位反应合成的方法制备了SiC/SiC复合材料,碳和硅是以滤纸和酚醛树脂为C源,采取滤纸表面涂覆Si粉树脂悬浮液的方法引入.采用XRD,SEM以及EDAX分别分析了材料的组成和微观机构,并重点分析了复合材料中SiC纳米线的生成与生长机理.结果表明,在温度为1430℃时,制备的SiC纳米线表面光滑,尺寸均一,长径比大于103,其生长机制为VS机制,由此开发了一种一步法制备SiC/SiC复合材料的新方法.

关键词: SiC/SiC复合材料 , SiC纳米线 , 常压烧结 , 原位合成 , 生长机理

热解炭中原位熔盐催化SiC纳米线的合成及表征

王富成 , 赵雷 , 方伟 , 何漩 , 梁峰 , 陈辉 , 陈欢 , 杜星

新型炭材料 doi:10.1016/S1872-5805(15)60187-1

不加金属催化剂,以碱木素酚醛树脂( LPF)和硅粉作为原料在低温条件下合成SiC纳米线。利用SEM、TEM、XRD表征样品的形貌及显微结构,用热力学方法分析反应条件对SiC纳米线生长的影响。结果表明,SiC纳米线在1100℃左右开始生长,其由气-液-固生长机理控制,同时其生成温度比用商业酚醛树脂作为原料低。生成的SiC纳米线的直径为30~100 nm并沿晶面的[111]方向生长。碱木素酚醛树脂中的无机盐在热解炭化过程中原位形成熔盐并起着液相催化剂球滴的作用,促进SiC纳米线的生长,并提出合成SiC纳米线的生长机理模型。

关键词: SiC纳米线 , 生长机理 , 微观结构 , 原位熔盐

聚合物先驱体热解制备超长SiC纳米线

李公义 , 李效东 , 王浩 , 方庆玲

稀有金属材料与工程

采用聚合物先驱体热解技术,以聚合物先驱体-聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)为原料,在催化剂辅助作用下,于1200℃热解制备出超长碳化硅(SiC)纳米线.采用电子能量散射(EDS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和x射线衍射(XRD)等分析手段对SiC纳米线进行了表征.结果表明,所制备的纳米线为高结晶性β-SiC,纳米线直径约为30 nm~300 nm,长度可达数毫米.利用.气-固"生长机制对SiC纳米线的生长过程进行了分析.

关键词: SiC纳米线 , 聚碳硅烷 , 聚合物先驱体 , 热解

界面涂层与基体对先进CVI-SiC/SiC复合材料性能的影响

杨文 , 荒木弘 , 杨启法 , 野田哲二

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.06.027

对含有几种典型界面结构和SiC纳米线的CVI-SiC/SiC复合材料的弯曲性能和断裂韧性进行了比较研究.研究表明:界面涂层对SiC/SiC的力学性能至关重要,120nm厚的碳界面涂层使材料的强度与韧性都增加一倍;在用140nm厚的SiC层将该碳层分为更薄的两层,形成C/SiC/C多层界面涂层时,材料的强度没有明显的变化,而断裂韧性则略有提高.对基体中弥散分布有SiC纳米线的SiC/SiC的力学性能研究表明,SiC纳米线具有非常高的强化效率,使SiC/SiC复合材料具有更高的强度和韧性.

关键词: CVI , SiC/SiC复合材料 , SiC纳米线 , 界面涂层

多孔SiCO陶瓷中SiC纳米线的原位合成及生长机理

潘建梅 , 程晓农 , 严学华 , 张成华 , 徐桂芳

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12353

采用聚氨酯海绵为多孔模板,浸渍有机硅树脂后在Ar气氛中原位合成了SiC纳米线.采用TG、XRD、SEM和TEM等分析测试手段对样品进行了表征,研究了保温时间对合成SiC纳米线的影响,并探讨了SiC纳米线的生长机理.研究结果表明:SiC纳米线生长在多孔陶瓷中,纳米线长度达几十微米,单根纳米线的直径不均一.SiC纳米线的生长机理为VS生长模式.随着保温时间的延长,纳米线的数量增加,形貌发生了变化,且多孔陶瓷的比表面积明显增大,体积电阻率降低.

关键词: SiC纳米线 , 聚合物先驱体 , 多孔陶瓷 , 原位合成

碳毡中SiC纳米线的制备

袁峰 , 王红洁 , 金志浩

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2007.03.008

采用国产炭素墨水与少量硅微粉混合的液体充分浸渍聚丙烯腈(PAN)基碳毡并烘干后,在1450℃、真空条件下与硅微粉的气相产物发生碳热还原等反应,在碳毡内部制备出大量SiC纳米线.此纳米线多有弯曲形貌,其线径范围为25~150 nm,可测轴向线长达15μm以上.另有大量SiC的膜、纳米团絮、纳米颗粒等结构体存在.对烧结试样做了XRD、SEM、TEM的表征,初步研究了其组成结构、微观形貌及纳米线的生长机理.

关键词: 炭素墨水 , SiC纳米线 , 制备

HfB2-WB2-Si/SiC-SiCNW复合涂层的制备及其抗氧化性能

孟剑 , 董志军 , 张程 , 袁观明 , 丛野 , 张江 , 李轩科

中国表面工程 doi:10.11933/j.issn.1007-9289.20170116001

为解决C/C复合材料的高温易氧化问题,依次采用前驱体浸渍裂解、反应熔体浸渗和料浆涂刷法在C/C复合材料表面制备HfB2-WB2-Si/SiC-SiCNW复合涂层.考察SiC涂层、HfB2-WB2-Si/SiC涂层和HfB2-WB2-Si/SiC-SiCNW涂层C/C复合材料在l 500℃静态空气中的抗氧化性能.结果表明:HfB2-WB2-Si/SiC-SiCNW涂层抗氧化效果优于HfB2-WB2-Si/SiC涂层和SiC涂层,前者试样氧化20 h后增重0.1%,后两者则分别失重0.9%和22.8%.HfB2-WB2-Si/SiC-SiCNW涂层较好的抗氧化性能主要归因于涂层氧化形成的连续、具有较好流动性的HfSiO4-SiO2-WO3复相玻璃以及SiC纳米线(SiCNW)对涂层的增韧作用,前者有效抑制了氧气向C/C复合材料基体内部的扩散,后者则使涂层内部裂纹的数量和尺寸明显减小.

关键词: SiC纳米线 , C/C复合材料 , 抗氧化

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