氮化硅/碳化硅成份及微结构设计与性能分析

发布时间：2021-03-02 00:07

　　氮化硅结合碳化硅是近年来发展起来的特种高温结构陶瓷材料，该材料不与有色金属熔体润湿，导热率高、抗热震性好、抗冲刷、抗金属蒸汽侵蚀，是优质的铝、铜、镁合金熔炼及锌冶炼行业用陶瓷材料。在铝电解方面，氮化硅结合碳化硅远较阴极碳块耐腐蚀、抗氧化、电阻率高，是理想的电解槽侧壁内衬材料。Si₃N₄／SiC、Si₂N₂O／SiC和Sialon／SiC均属于氮化硅结合碳化硅系列材料。本论文通过成份及微结构设计，采用反应烧结工艺制备了力学和抗氧化性能优异的O’-Sialon／SiC、Si₂N₂O／SiC和Si₃N₄／SiC陶瓷材料，并研究了它们的抗铝、铜、锌、镁有色金属熔体及冰晶石熔盐侵蚀性能。得出如下结论： （1）以Si粉、粘土和SiC粉为原料，采用反应烧结工艺低成本制备了力学性能优良的O’-Sialon／SiC陶瓷材料。结合相中O’-Sialon相的含量达到85wt％，室温抗弯强度为43.17MPa，热震后抗弯强度保持率... 

【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一l条形和增祸试样形状示意图

一Sialo可SIC居于二者之间。在电子显微镜下观察三种陶瓷材料的微观形貌，观察到SIC和颗粒状及针状Si3N4结合相结合的非常好(见图3一6a和b)，故Si3N4/Sic陶瓷材料有很高的室温抗弯强度。仃一Sialo可SIC虽然气孔率比较低，但在放大100倍的SEM照片(见图3一6c)下能看到很大的孔洞。可见O’一Sialo川SIC的气孔比较集中，这和粘土相的分解以及后来的固相反应有关。虽然o’一Sialo可SIC的。，一Sialon结合相也呈对力学性能有利的针状(见图3一Ic)，但这种大孔洞的存在也使陶瓷材料的室温抗弯有所降低(见表3一5)。而在Si剑Zo/sic的Si剑20的结合相中，孔洞更加集中(见图3一6e)，由于没有粘土成份，si剑Zo/sic陶瓷的烧结性能没有。

西北工业大学工学硕士学位论文a)b)图4一2si3N4/Sic陶瓷材料热震前的组织形貌Fig.4一2MierostruetureofSi3N4/SICbeforethermalshoekb)e)d)图4一3Si3N4/SIC陶瓷材料热震后的组织形貌Fig.4一3Mierostruetureofsi3N4/SICafterthermalshoek


本文编号：3058220