高強度硅酸鹽結合SiC多孔復合材料的制備.pdf

1、本文從實現(xiàn)碳化硅的低溫燒結、避免其高溫氧化考慮，根據(jù)復合材料設計原則，著重從熱膨脹匹配考慮，設計了莫來石、β-鋰輝石微晶玻璃、α-堇青石微晶玻璃和硼硅酸鹽玻璃結合相，在低溫下制得了高強度的多孔碳化硅復合材料。 加入高活性的氫氧化鋁原料和白炭黑、硅灰等硅質原料，可在較低溫度(1330℃)下制得轉化率達93％的莫來石結合碳化硅復合多孔材料，氣孔率為31.5％時強度達86MPa；探討了燒成溫度、鋁質原料與硅質原料的質量比對莫來石轉化率

2、的影響等；采用硅線石族礦物原料紅柱石、藍晶石，制得了氣孔率為28％時強度為70MPa的莫來石結合碳化硅多孔材料。 將LAS系玻璃、MAS系玻璃作為碳化硅材料的結合相，經(jīng)過快速高溫燒成后快速冷卻，再緩慢升溫至核化和晶化溫度并均保溫2h，制得了氣孔率為28％，強度分別可達108MPa、131MPa的β-鋰輝石微晶玻璃和α-堇青石微晶玻璃結合碳化硅復合多孔材料；探討了燒成溫度及結合相比例對復合材料的力學性能的影響。 選擇與碳化

3、硅熱膨脹系數(shù)較接近的硼硅酸鹽玻璃3.3作為其結合相，通過液相燒結機制、膨脹系數(shù)適配機理制得了氣孔率為31％時，強度為98MPa的非晶態(tài)玻璃結合碳化硅材料。 通過建立的模型，近似的計算了由于熱失配引起的殘余應力值，討論了具有不同熱膨脹系數(shù)的結合相的受力情況及其對復合材料力學性能的影響。 研究表明，以碳化硅為骨料，以莫來石、β-鋰輝石微晶玻璃、α-堇青石微晶玻璃和硼硅酸鹽玻璃作為碳化硅材料的結合相，在較低溫度下獲得了氣孔率較