溶胶—凝胶法制备BN-SiC陶瓷粉体的研究

发布时间：2017-10-08 21:45

  本文关键词：溶胶—凝胶法制备BN-SiC陶瓷粉体的研究

  更多相关文章： BN-SiC复合陶瓷 溶胶凝胶法 前驱体 合成温度

【摘要】：BN-SiC复合陶瓷由于具有特殊的性能,日益受到人们的关注。作为新型先进陶瓷材料,它具有高温稳定性好、抗氧化能力强、硬度高、密度低等性能,有可能应用于各种极端条件。但是BN和SiC都是共价键化合物,如果用它们的粉体直接烧结块体时所需要的烧结温度较高,且难以获得致密性好的陶瓷。因此,本文采用溶胶凝胶法制备出活性较好的BN-SiC复合粉体,这有利于烧结致密性较好的BN-SiC陶瓷,而且有效降低烧结温度。本文实验主要目的是利用溶胶凝胶法制备出活性较好的BN-SiC复合陶瓷粉体,合成温度较低。实验以质量分数为20%的SiC,质量分数为80%的BN的BN-SiC复合陶瓷粉体为例,探索了在制备前驱体胶体过程中所需的最佳的水分、硝酸、氨水、蔗糖、硼源成分配比的含量,从而得出最佳的合成前驱体的实验条件。实验还研究了在合成反应过程中合成温度、蔗糖添加比例和硼源成分配比对最终粉体形貌的影响,研究了不同SiC含量和合成温度对BN-SiC陶瓷粉体的影响。借助于X射线衍射仪和场发射扫描电镜,对BN-SiC的前驱体胶体前驱体和粉体进行了检测和表征。通过全自动孔隙度比表面测定仪,检测了合成粉体的比表面积。研究结果表明:实验的最佳水量为90mL,硝酸量为13.5mL,氨水量为5.65mL,蔗糖质量分数为25.60%,硼源成分配比为1:1,SiC质量分数为20%,比表面积为104.73m2/g,合成的BN-SiC陶瓷粉体活性最好。实验发现BN-SiC粉体的最佳合成温度为1400℃x3h。合成的BN-SiC粉体可以用于烧结致密性较好的陶瓷。所得实验结果对BN-SiC复合陶瓷粉体的推广和应用奠定理论基础。
【关键词】：BN-SiC复合陶瓷 溶胶凝胶法 前驱体 合成温度
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.758.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 BN-SiC复合陶瓷及其粉体的制备方法11-14
• 1.2.1 化学溶液法11
• 1.2.2 原位合成法11-12
• 1.2.3 高分子网络法12
• 1.2.4 热压烧结法12-13
• 1.2.5 机械合金化法13-14
• 1.2.6 溶胶-凝胶法14
• 1.3 BN-SiC复合陶瓷性能研究14-17
• 1.3.1 BN-SiC复合陶瓷抗热震性研究14-16
• 1.3.2 BN-SiC复合陶瓷高温氧化性研究16
• 1.3.3 BN-SiC复合陶瓷可加工性研究16-17
• 1.4 研究目的及意义17-18
• 1.5 主要研究内容18-20
• 第2章 实验原料、设备与方法20-26
• 2.1 实验原料20
• 2.2 实验设备20-21
• 2.3 实验方法21-24
• 2.3.1 BN-SiC前驱体的制备21-23
• 2.3.2 BN-SiC复合粉体的合成反应23-24
• 2.4 粉体测试与性能表征24-26
• 2.4.1 利用扫描电子显微镜进行分析24-25
• 2.4.2 利用X射线衍射仪分析粉体物相组成25
• 2.4.3 利用全自动孔隙度比表面测定仪测试比表面积25-26
• 第3章 BN-SiC溶胶凝胶前驱体的制备26-54
• 3.1 水量研究26-35
• 3.1.1 水含量对BN-SiC物相组成的影响27-30
• 3.1.2 水含量对凝胶前驱体元素面分布的影响30-35
• 3.2 催化剂研究35-54
• 3.2.1 硝酸含量对BN-SiC物相组成的影响36-38
• 3.2.2 硝酸含量对凝胶前驱体元素面分布的影响38-44
• 3.2.3 氨水含量对BN-SiC物相组成的影响44-47
• 3.2.4 氨水含量对凝胶前驱体元素面分布的影响47-54
• 第4章 BN-SiC陶瓷粉体的合成54-72
• 4.1 蔗糖研究54-62
• 4.1.1 蔗糖含量对BN-SiC物相组成的影响54-56
• 4.1.2 蔗糖含量对凝胶前驱体元素面分布的影响56-60
• 4.1.3 蔗糖含量对BN-SiC微观形貌的影响60-62
• 4.2 硼源成分配比研究62-66
• 4.2.1 硼源成分配比对BN-SiC物相组成的影响62-64
• 4.2.2 硼源成分配比对BN-SiC微观形貌的影响64-66
• 4.3 合成温度研究66-69
• 4.3.1 合成温度对BN-SiC物相组成的影响66-68
• 4.3.2 合成温度对BN-SiC微观形貌的影响68-69
• 4.4 SiC含量研究69-72
• 4.4.1 SiC含量对BN-SiC物相组成的影响69-70
• 4.4.2 SiC含量对BN-SiC微观形貌的影响70-72
• 第5章 结论72-74
• 参考文献74-78
• 在学期间研究成果78-80
• 致谢80-81

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本文编号：996437