以稀土元素的非氧化物为烧结助剂碳化硅陶瓷的制备与性能分析

发布时间：2017-05-15 09:09

  本文关键词：以稀土元素的非氧化物为烧结助剂碳化硅陶瓷的制备与性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：SiC陶瓷具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、低膨胀系数等优良特性,是目前最具有产业化前景的先进工程陶瓷材料之一。本论文详细地介绍了SiC的结构、性质、应用及常见的几种制备方法,并着重介绍了SiC陶瓷的无压烧结方面的研究进展。与其他方法相比较,无压烧结法的实用价大,应用范围广,具有较强研究价值。本文以无压烧结制备了SiC陶瓷,探究了烧结助剂、烧结温度、掺杂浓度等实验参数对SiC陶瓷材料微观结构、介电系数、膨胀系数等性能的影响。主要研究内容如下:本论文首先研究了不同烧结温度与工艺对以Y_2O_3-Al_2O_3-MgO为烧结助剂的SiC陶瓷表面形貌的影响。通过对陶瓷样品的结构和表面微结构的检测分析,研究发现:经过预氧化处理的样品相比于未经预氧化的样品存在较多孔隙,且烧结后质量损失程度大。预氧化处理与否,样品中均出现了Y3Al5O12相(YAG)。本论文以总质量分数9%的NdOCl/MgO为烧结助剂,制备了NdOCl/MgO配比不同的碳化硅陶瓷,对其结构和表面微结构进行了测量,并讨论了烧结助剂配比对SiC陶瓷介电性能的影响。研究表明:随着NdOCl/MgO比例的增加,样品中孔隙有减少趋势。烧结助剂NdOCl与MgO配比为4:5时样品相对介电常数及损耗均比配比为2:7时要小,二者损耗随温度变化近似是线性变化。本文还在1800℃条件下,以总添加量分别为5wt%和11wt%的LaF_3+MgO为烧结助剂,采用无压烧结方法制备了SiC-MgO+LaF_3复合陶瓷,利用XRD、SEM等测试手段对SiC复合陶瓷物相组成、微观形貌及热膨胀性能进行了测量与分析。研究发现,烧结助剂添加量为11wt%的样品比5wt%晶粒之间空隙大,晶体棱角明显,热膨胀系数大。
【关键词】：碳化硅 烧结助剂 稀土氯氧化物 稀土氟化物
【学位授予单位】：伊犁师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 SiC陶瓷的性能与应用8-11
• 1.1.1 SiC陶瓷的结构8-9
• 1.1.2 SiC陶瓷的性能9-10
• 1.1.3 SiC陶瓷的应用10-11
• 1.2 SiC陶瓷的研究进展11-14
• 1.2.1 SiC陶瓷的主要制备方法11-13
• 1.2.2 SiC陶瓷烧结助剂的选择13-14
• 1.3 本文研究的目的、内容与技术路线14-17
• 1.3.1 研究目的14
• 1.3.2 研究内容14
• 1.3.3 技术路线14-17
• 第二章 研究方法及基本原理17-26
• 2.1 X射线衍射分析方法17-18
• 2.1.1 X射线衍射分析原理17
• 2.1.2 X射线衍射分析应用17-18
• 2.2 扫描电子显微镜分析18-20
• 2.2.1 扫描电子显微镜原理18-19
• 2.2.2 SEM的用途19-20
• 2.3 介电谱测量原理20-23
• 2.3.1 电介质的极化机制20
• 2.3.2 动态介电常数20-21
• 2.3.3 复介电常数的测量原理21-22
• 2.3.4 介电谱方法的优点22-23
• 2.4 热膨胀测量原理23-24
• 2.5 固体烧结理论24-25
• 2.6 实验仪器25-26
• 第三章 不同烧结温度与工艺对SiC陶瓷表面形貌的影响26-31
• 3.1 概述26
• 3.2 制备方案26-27
• 3.3 结果与讨论27-30
• 3.3.1 样品质量损失分析27
• 3.3.2 微观形貌分析27-28
• 3.3.3 物相分析28-30
• 3.4 结论30-31
• 第四章 NdOCl-MgO助烧剂配比对SiC陶瓷烧结及介电性能影响31-35
• 4.1 概述31
• 4.2 实验31-32
• 4.3 结果与讨论32-33
• 4.3.1 陶瓷样品的XRD检测分析32
• 4.3.2 显微形貌32-33
• 4.3.3 介电性能分析33
• 4.4 结论33-35
• 第五章 LaF_3-MgO为烧结助剂对SiC陶瓷烧结及热膨胀影响35-39
• 5.1 概述35
• 5.2 实验35-36
• 5.3 结果与分析36-38
• 5.3.1 SiC-MgO+LaF_3系列复合陶瓷试样XRD分析36
• 5.3.2 SiC-MgO+LaF_3系列复合陶瓷试样SEM分析36-37
• 5.3.3 SiC-MgO+LaF_3系列复合陶瓷试样热学性能分析37-38
• 5.4 结论38-39
• 第六章 总结与展望39-41
• 6.1 总结39-40
• 6.2 展望40-41
• 参考文献41-45
• 致谢45-46
• 作者简介46-47
• 导师评阅表逡逑47

【参考文献】

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