低维纳米相增强碳化硅陶瓷复合材料的制备及力学性能研究
发布时间：2021-05-10 11:10
碳化硅（SiC）陶瓷作为一种极为重要的先进陶瓷,具有低密度（3.21g/cm3）、高硬度、高强度、高导热性、低热膨胀系数、化学惰性、高抗氧化性和耐磨性等系列优点,已成为目前应用在航空航天等领域最为重要的一种高温结构陶瓷材料。然而与其他陶瓷材料一样,碳化硅陶瓷最大的缺点是其内在的脆性,这使得它在结构部件中的使用受到极大的限制,在SiC陶瓷基体中引入第二相增强材料是一种改善其力学性能的常见方法,因此选择合适的增强相是提高碳化硅陶瓷力学性能的关键。低维纳米材料是指除三维体材料以外的二维,一维及零维材料,其中碳纳米管（CNTs）、石墨烯纳米片（GNSs）、碳化硅纳米线（SiCNWs）等低维纳米材料具有高强度,高模量等极佳的力学性能,是改善陶瓷脆性的理想增强相。本论文分别选择碳纳米管,石墨烯纳米片和碳化硅纳米线作为增强相,添加到SiC陶瓷基质中,制备SiC陶瓷基复合材料,重点研究了碳化硅陶瓷基复合材料的制备工艺、微观结构和力学性能。研究结果表明,通过添加碳纳米管,石墨烯纳米片和碳化硅纳米线等低维纳米相,可以显著提高SiC陶瓷的力学性能,为提升SiC陶瓷的可靠性探索了一种可行...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 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 碳化硅陶瓷
1.2.1 碳化硅陶瓷结构
1.2.2 碳化硅陶瓷的烧结制备
1.2.3 碳化硅陶瓷的性能及应用
1.3 碳化硅陶瓷复合材料
1.3.1 碳化硅陶瓷复合材料强韧化研究进展
1.3.2 碳化硅陶瓷复合材料的强韧化机理
1.3.3 碳化硅陶瓷复合材料的性能及应用
1.4 低维纳米增强材料
1.4.1 碳纳米管
1.4.2 石墨烯
1.4.3 碳化硅纳米线
1.5 论文的研究内容及意义
第二章 实验原料设备及其测试表征方法
2.1 实验主要试剂原料
2.2 实验主要仪器设备
2.3 材料的表征
2.3.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
2.3.2 透射电镜(TEM)
2.3.3 X射线衍射(XRD)
2.3.4 拉曼光谱(Raman)
2.4 材料的性能测试
2.4.1 密度及相对密度
2.4.2 MSP强度
2.4.3 维氏硬度
2.4.4 断裂韧性
第三章 CNTs/SiC陶瓷复合材料的制备及力学性能研究
3.1 引言
3.2 CNTs/SiC陶瓷复合材料的制备
3.2.1 CNTs的酸处理
3.2.2 SiC粉体的表面改性
3.2.3 CNTs/SiC陶瓷复合材料粉体的制备
3.2.4 CNTs/SiC陶瓷复合材料块体的制备
3.3 CNTs/SiC陶瓷复合材料的力学性能测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 混酸处理过后的CNTs的分析
3.4.2 改性SiC粉体的分析
3.4.3 CNTs/SiC复合粉体的微观结构分析
3.4.4 CNTs/SiC陶瓷复合材料的微观结构与性能分析
3.5 本章小结
第四章 GNSs/SiC陶瓷复合材料的制备与力学性能研究
4.1 引言
4.2 GNSs/SiC陶瓷复合材料的制备
4.2.1 石墨烯纳米片的制备
4.2.2 GNSs/SiC陶瓷复合材料粉体的制备
4.2.3 GNSs/SiC陶瓷复合材料块体的制备
4.3 GNSs/SiC陶瓷复合材料的力学性能测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 石墨烯纳米片的分析
4.4.2 GNSs/SiC陶瓷复合材料的微观结构与性能分析
4.5 本章小结
第五章 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的制备与力学性能研究
5.1 引言
5.2 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的制备
5.2.1 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料粉体的制备
5.2.2 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的制备
5.3 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的力学性能测试
5.4 结果与讨论
5.4.1 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的XRD与相对密度分析
5.4.2 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的力学性能分析
5.4.3 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的微观结构和强韧机理
5.5 本章小结
第六章 全文总结
参考文献
致谢
本文编号：3179261
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 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 碳化硅陶瓷
1.2.1 碳化硅陶瓷结构
1.2.2 碳化硅陶瓷的烧结制备
1.2.3 碳化硅陶瓷的性能及应用
1.3 碳化硅陶瓷复合材料
1.3.1 碳化硅陶瓷复合材料强韧化研究进展
1.3.2 碳化硅陶瓷复合材料的强韧化机理
1.3.3 碳化硅陶瓷复合材料的性能及应用
1.4 低维纳米增强材料
1.4.1 碳纳米管
1.4.2 石墨烯
1.4.3 碳化硅纳米线
1.5 论文的研究内容及意义
第二章 实验原料设备及其测试表征方法
2.1 实验主要试剂原料
2.2 实验主要仪器设备
2.3 材料的表征
2.3.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
2.3.2 透射电镜(TEM)
2.3.3 X射线衍射(XRD)
2.3.4 拉曼光谱(Raman)
2.4 材料的性能测试
2.4.1 密度及相对密度
2.4.2 MSP强度
2.4.3 维氏硬度
2.4.4 断裂韧性
第三章 CNTs/SiC陶瓷复合材料的制备及力学性能研究
3.1 引言
3.2 CNTs/SiC陶瓷复合材料的制备
3.2.1 CNTs的酸处理
3.2.2 SiC粉体的表面改性
3.2.3 CNTs/SiC陶瓷复合材料粉体的制备
3.2.4 CNTs/SiC陶瓷复合材料块体的制备
3.3 CNTs/SiC陶瓷复合材料的力学性能测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 混酸处理过后的CNTs的分析
3.4.2 改性SiC粉体的分析
3.4.3 CNTs/SiC复合粉体的微观结构分析
3.4.4 CNTs/SiC陶瓷复合材料的微观结构与性能分析
3.5 本章小结
第四章 GNSs/SiC陶瓷复合材料的制备与力学性能研究
4.1 引言
4.2 GNSs/SiC陶瓷复合材料的制备
4.2.1 石墨烯纳米片的制备
4.2.2 GNSs/SiC陶瓷复合材料粉体的制备
4.2.3 GNSs/SiC陶瓷复合材料块体的制备
4.3 GNSs/SiC陶瓷复合材料的力学性能测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 石墨烯纳米片的分析
4.4.2 GNSs/SiC陶瓷复合材料的微观结构与性能分析
4.5 本章小结
第五章 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的制备与力学性能研究
5.1 引言
5.2 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的制备
5.2.1 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料粉体的制备
5.2.2 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的制备
5.3 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的力学性能测试
5.4 结果与讨论
5.4.1 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的XRD与相对密度分析
5.4.2 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的力学性能分析
5.4.3 SiCNWs/SiC陶瓷复合材料的微观结构和强韧机理
5.5 本章小结
第六章 全文总结
参考文献
致谢
本文编号：3179261
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