反应烧结碳化硅陶瓷的制备及碳化硅纳米线增强研究
发布时间：2021-03-24 18:06
反应烧结工艺具有烧结温度低、工艺简单、制造成本低等特点,是制备陶瓷复合材料的常用工艺之一。反应烧结碳化硅（Reaction Bonded Silicon Carbide,RBSC）陶瓷材料具有低密度、耐高温、抗冲击、高强度等优良特性,被广泛地应用于安全防护、化工、航空航天、机械、冶金、电子等领域。然而,RBSC陶瓷材料具有极高脆性限制了其在热结构领域的应用。本文从RBSC陶瓷材料的组分设计和碳化硅纳米线复合增强两条途径来提高碳化硅（Silicon Carbide,SiC）陶瓷的力学性能。具体研究结果如下:采用不同碳源和制备工艺,同时优化素坯碳密度能有效地改善RBSC陶瓷材料的显微结构,提高其力学性能。当素坯碳密度较低时,高含量和大尺寸的游离Si降低了材料的密度和力学性能;继续增加素坯碳密度,材料中SiC的含量升高,材料的密度和力学性能达到最高值。以炭黑、酚醛树脂为碳源时,当素坯碳密度为0.829 g/cm3时,材料的密度为3.06 g/cm3,洛氏硬度和抗弯强度都达到最高值,分别为90和220 MPa。以酚醛树脂为单一碳源,并通过超声振荡和机...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 SiC陶瓷材料的烧结方法
1.2.1 无压烧结
1.2.2 热压烧结
1.2.3 反应烧结
1.3 陶瓷补强增韧的方法
1.3.1 颗粒补强增韧
1.3.2 纤维补强增韧
1.3.3 晶须补强增韧
1.3.4 SiC纳米线补强增韧
1.4 课题研究意义、目的与内容
1.4.1 课题研究的意义与目的
1.4.2 研究内容
第二章 实验及测试方法
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.3 样品制备
2.4 测试方法
2.4.1 密度测试
2.4.2 硬度测试
2.4.3 物相分析
2.4.4 金相分析
2.4.5 形貌分析
2.4.6 弯曲强度测试
第三章 高性能反应烧结碳化硅陶瓷材料的制备
3.1 引言
3.2 素坯碳密度的理论计算
3.3 以炭黑、酚醛树脂为碳源制备RBSC陶瓷材料
3.3.1 实验的制备
3.3.2 素坯碳密度对烧结体密度的影响
3.3.3 素坯碳密度对烧结体力学性能的影响
3.3.4 素坯碳密度对烧结体显微结构的影响
3.3.5 小结
3.4 以酚醛树脂为包覆碳源制备RBSC陶瓷材料
3.4.1 实验的制备
3.4.2 素坯碳密度对烧结体密度的影响
3.4.3 素坯碳密度对烧结体力学性能的影响
3.4.4 素坯碳密度对烧结体显微结构的影响
3.4.5 小结
3.5 总结
第四章 SiC纳米线增强反应烧结碳化硅陶瓷材料
4.1 引言
4.2 实验的制备
4.3 SiC纳米线在陶瓷基体的分散
4.4 实验结果与讨论
nw/SiC陶瓷复合材料的密度与相组成"> 4.4.1 SiCnw/SiC陶瓷复合材料的密度与相组成
nw/SiC陶瓷复合材料的力学性能"> 4.4.2 SiCnw/SiC陶瓷复合材料的力学性能
4.4.3 SiC纳米线的补强增韧机理
4.5 总结
第五章 结论与展望
参考文献
硕士期间学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]防弹装甲中的陶瓷材料[J]. 吴燕平,燕青芝. 兵器材料科学与工程. 2017(04)
[2]反应烧结工艺对碳化硅陶瓷微结构及性能的影响[J]. 翟彦霞,李兆敏,孙海滨,张玉军. 硅酸盐通报. 2017(02)
[3]成型压力对反应烧结碳化硅显微结构与性能的影响[J]. 杨新领,章潇,贾马龙,李芳妮. 材料导报. 2015(S2)
[4]碳化硅陶瓷膜有望产业化[J]. 陈传武. 化工管理. 2015(10)
[5]国外空间反射镜材料及应用分析[J]. 刘韬,周一鸣,江月松. 航天返回与遥感. 2013(05)
[6]微米碳化硅晶须在水介质中的分散行为[J]. 杨辉,张玲洁,郭兴忠,朱林,沈建超. 无机化学学报. 2012(01)
[7]反应烧结SiC陶瓷的研究进展[J]. 张秀芳,曹顺华,邹仕民,李文超,谢继峰. 粉末冶金工业. 2008(05)
[8]连续纤维增韧陶瓷基复合材料可持续发展战略探讨[J]. 张立同,成来飞. 复合材料学报. 2007(02)
[9]热压碳化硅耐磨复合材料的研究[J]. 王守平,孙俊才. 陶瓷研究与职业教育. 2006(02)
[10]短纤维增强硅酸盐陶瓷材料的研究[J]. 任强,武秀兰. 陶瓷科学与艺术. 2004(03)
博士论文
[1]反应烧结碳化硼复合材料显微组织和力学性能的研究[D]. 张翠萍.东北大学 2014
[2]短纤维增强反应烧结碳化硅的制备与性能研究[D]. 李双.哈尔滨工业大学 2013
[3]颗粒、晶须强韧化碳化硅陶瓷及在密封环中的应用[D]. 张玲洁.浙江大学 2012
[4]高性能反应烧结碳化硅陶瓷材料制备及其性能研究[D]. 邓明进.武汉理工大学 2010
硕士论文
[1]纳米TiN/SiCw增强碳化硅陶瓷的制备[D]. 朱潇怡.浙江大学 2011
本文编号：3098151
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 SiC陶瓷材料的烧结方法
1.2.1 无压烧结
1.2.2 热压烧结
1.2.3 反应烧结
1.3 陶瓷补强增韧的方法
1.3.1 颗粒补强增韧
1.3.2 纤维补强增韧
1.3.3 晶须补强增韧
1.3.4 SiC纳米线补强增韧
1.4 课题研究意义、目的与内容
1.4.1 课题研究的意义与目的
1.4.2 研究内容
第二章 实验及测试方法
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.3 样品制备
2.4 测试方法
2.4.1 密度测试
2.4.2 硬度测试
2.4.3 物相分析
2.4.4 金相分析
2.4.5 形貌分析
2.4.6 弯曲强度测试
第三章 高性能反应烧结碳化硅陶瓷材料的制备
3.1 引言
3.2 素坯碳密度的理论计算
3.3 以炭黑、酚醛树脂为碳源制备RBSC陶瓷材料
3.3.1 实验的制备
3.3.2 素坯碳密度对烧结体密度的影响
3.3.3 素坯碳密度对烧结体力学性能的影响
3.3.4 素坯碳密度对烧结体显微结构的影响
3.3.5 小结
3.4 以酚醛树脂为包覆碳源制备RBSC陶瓷材料
3.4.1 实验的制备
3.4.2 素坯碳密度对烧结体密度的影响
3.4.3 素坯碳密度对烧结体力学性能的影响
3.4.4 素坯碳密度对烧结体显微结构的影响
3.4.5 小结
3.5 总结
第四章 SiC纳米线增强反应烧结碳化硅陶瓷材料
4.1 引言
4.2 实验的制备
4.3 SiC纳米线在陶瓷基体的分散
4.4 实验结果与讨论
nw/SiC陶瓷复合材料的密度与相组成"> 4.4.1 SiCnw/SiC陶瓷复合材料的密度与相组成
nw/SiC陶瓷复合材料的力学性能"> 4.4.2 SiCnw/SiC陶瓷复合材料的力学性能
4.4.3 SiC纳米线的补强增韧机理
4.5 总结
第五章 结论与展望
参考文献
硕士期间学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]防弹装甲中的陶瓷材料[J]. 吴燕平,燕青芝. 兵器材料科学与工程. 2017(04)
[2]反应烧结工艺对碳化硅陶瓷微结构及性能的影响[J]. 翟彦霞,李兆敏,孙海滨,张玉军. 硅酸盐通报. 2017(02)
[3]成型压力对反应烧结碳化硅显微结构与性能的影响[J]. 杨新领,章潇,贾马龙,李芳妮. 材料导报. 2015(S2)
[4]碳化硅陶瓷膜有望产业化[J]. 陈传武. 化工管理. 2015(10)
[5]国外空间反射镜材料及应用分析[J]. 刘韬,周一鸣,江月松. 航天返回与遥感. 2013(05)
[6]微米碳化硅晶须在水介质中的分散行为[J]. 杨辉,张玲洁,郭兴忠,朱林,沈建超. 无机化学学报. 2012(01)
[7]反应烧结SiC陶瓷的研究进展[J]. 张秀芳,曹顺华,邹仕民,李文超,谢继峰. 粉末冶金工业. 2008(05)
[8]连续纤维增韧陶瓷基复合材料可持续发展战略探讨[J]. 张立同,成来飞. 复合材料学报. 2007(02)
[9]热压碳化硅耐磨复合材料的研究[J]. 王守平,孙俊才. 陶瓷研究与职业教育. 2006(02)
[10]短纤维增强硅酸盐陶瓷材料的研究[J]. 任强,武秀兰. 陶瓷科学与艺术. 2004(03)
博士论文
[1]反应烧结碳化硼复合材料显微组织和力学性能的研究[D]. 张翠萍.东北大学 2014
[2]短纤维增强反应烧结碳化硅的制备与性能研究[D]. 李双.哈尔滨工业大学 2013
[3]颗粒、晶须强韧化碳化硅陶瓷及在密封环中的应用[D]. 张玲洁.浙江大学 2012
[4]高性能反应烧结碳化硅陶瓷材料制备及其性能研究[D]. 邓明进.武汉理工大学 2010
硕士论文
[1]纳米TiN/SiCw增强碳化硅陶瓷的制备[D]. 朱潇怡.浙江大学 2011
本文编号：3098151
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3098151.html
