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碳化硅陶瓷的研究论文

发布时间:2024-07-04 10:15:29

碳化硅陶瓷的研究论文

(1) 高纯SiO2纤维的制备过程机理及其析晶性能研究,1995年国家教委科技进步三等奖。(2) 热强BAS玻璃陶瓷基体及碳纤维增强复合材料研究,1997年航空工业总公司科技进步二等奖。(3) 1800℃高温风洞氮化硅结合碳化硅陶瓷内衬应用研究,1999年航空工业总公司科技进步二等奖。(4) 耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术研究 I制造设备研制,2002年陕西省科技进步二等奖。(5) 耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术,2003年国防科工委科技进步一等奖。(6) 碳基和碳化硅基复合材料的环境性能研究,2003年教育部提名国家科学技术二等奖。(7) 氮化硅/碳化硅陶瓷材料的应用技术研究,2004年西安市科学技术一等奖。(8) 耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术,2004年国家技术发明一等奖,该成果入选教育部2004年度中国高等学校十大科技进展。(9) 耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术研究 II 制造技术与应用研究,2004年陕西省科技进步一等奖。 (1) 1997年获首届美国United Technologies-Ronghong优秀科技教育奖(2) 1997年荣获西北工业大学陕飞奖教金(3) 1999年荣获陕西省优秀博士学位论文(4) 1999年荣获西北工业大学教学成果二等奖(5) 2000年荣获西北工业大学优秀青年教师(6) 2001年荣获陕西省优秀博士学位论文(7) 2002年被评为教育部跨世纪培养人才(8) 2003年荣获中国航空学会青年科技奖(9) 2003年荣获西北工业大学指导本科生(张亚妮)获优秀毕业论文奖(10) 2004年荣获陕西省十大杰出青年、陕西省青年突击手(11) 2004年享受国家政府特殊津贴(10) 2005年中华全国青年联合会会员(11) 2005年被国防科工委授予 国防科技工业优秀科技创新团队,本人为队骨干成员

1)精细结构纳米微孔聚酰亚胺材料的射线化学合成(国家自然科学基金项目,批准号:11175163,~)( 主持)2)原位射线成型合成精细结构微孔聚酰亚胺的探索(中物院发展基金重点项目,批准号:2009A0302016,~)(主持)3)芳香族特种有机材料脉冲辐解与闪光光解研究(国家自然科学基金NSAF联合基金项目,批准号:10676036,院外承担单位:中科院上海应用物理研究所,~)(指导)4)高性能均孔EPDM泡沫材料的制备及性能研究(新开课题方向,~)(主持)5) 特种核环境相关有机材料辐射效应的实验考察与计算化学研究(国家自然科学基金NSAF重点项目)6)偕胺肟型吸附分离材料的辐照接枝合成研究(中物院科学技术基金面上项目,~)(指导)7)辐射接枝合成偕胺肟型吸附分离功能材料 (海水提铀)的研究(新开课题方向,~)(主持)8)单细胞凝胶电泳技术在低剂量核辐射监测中的应用(中物院科学技术基金面上项目,批准号:20050547,~)(指导)9)辐射技术用于先进SiC纤维研制的关键技术研究(中物院科学技术基金重大项目,批准号:2004Z0502,~)(主持)10)纳米填料填充EPDM的辐射硫化研究(中物院科学技术基金面上项目,批准号:20040539,~)(指导)11)结构材料及零部件库存性能研究(中物院×××预研项目,~)(指导)12)核辐射对××高聚物材料性能和结构影响的研究(中物院×××预研基金重大项目,批准号:1999Z0503,~)(主持)13)电子束辐照先驱体热解合成SiCf/SiC先进复合材料的研究(日本科技厅及日本学术振兴会博士后研究资助项目,~)(主持 )14)电子束辐照聚碳硅烷热解合成先进碳化硅陶瓷材料的研究(国家自然科学基金面上项目,批准号:19875043,~)(主持)15)纳米金属与SiC功能陶瓷的相容性及其共混物的性能研究(中物院×××预研基金院外项目,批准号:99050228,院外承担单位:国防科技大学,~)(主持院内实施)16)聚硅氮烷类陶瓷先驱体的合成及其辐照效应研究(中物院×××预研基金院外项目,批准号:970534,院外承担单位:国防科技大学,~)(主持院内实施)17)多官能团单体对聚碳硅烷陶瓷先驱体辐射不熔化反应的敏化效应研究(中物院×××预研基金项目,批准号:970566-516,~)(主持)18)辐射交联聚碳硅烷裂解合成碳化硅陶瓷纤维的研究(中物院×××预研基金项目,批准号:970565-512,~)(主持)19)阻燃型高发泡聚烯烃高级隔热材料的研究与开发(中物院××科技预研一般项目,军民两用技术,~)(主持)20)合成橡胶辐射硫化(日本科技厅核能研究科学家交换计划项目,~)(主持 实施)21)纤维增强辐射交联聚烯烃热缩包覆片材的研制及二代通讯电缆接续附件的开发(××转民产品开发项目,)(研制组长)22)惯性约束聚变(ICF)靶用超低密度微泡沫碳氢材料的研制(863计划项目,~)(参与)23)激光物理实验(ICF & XRL)靶用C8H8薄膜的研制(863计划项目,~)( 参与)24)激光物理实验(ICF & XRL)靶用Fomvar膜的研制(863计划项目,~)( 参与)25)乙烯-丙烯共聚物的辐射交联研究(新开课题方向,~)( 硕士学位论文)26)氘氚同位素标记化合物的合成研究(新开课题方向,~)(参与 )27)惯性约束聚变(ICF)靶玻璃微球充氚系统的建立与工艺研究(863计划项目,~)(参与)28)萃淋树脂分离铀、钍及稀土元素的研究(新开课题方向,~)( 学士学位论文)

张立同从事航空航天高温陶瓷及其复合材料研究,在氮化硅结合碳化硅、自增韧碳化硅、定向自生共晶硼化物复合材料、硅炭氮纳米吸波材料以及连续纤维增韧钡长石复相玻璃陶瓷复合材料等方面均取得新突破。特别在连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料及其制造技术方面,打破国际封锁,建立了具有中国自主知识产权的制造技术与设备体系。 1980年,在张立同的科研理论指导下,中国首次采用铜川上店土型壳材料铸造成功了第一批高精度、低粗糙度的斯贝低压一级无余量空心导向叶片。新铸叶片的尺寸精度及内部质量与国际著名的罗罗发动机公司的斯贝发动机叶片相当,表面粗糙度还略低于英国叶片。斯贝发动机的引进,使张立同的研究进入到向国际先进行列看齐的新阶段。 张立同主持研究的“无余量熔模铸造技术”,不仅将中国的熔模铸造水平推向了国际先进行列,而且还为发展中国新型发动机复杂内腔叶片及薄壁复杂整体构件奠定了理论和工艺基础。铜川上店土型壳材料,也被正式命名为“中华高岭土型壳材料”。 2000年和2008年先后创建超高温结构复合材料国防重点实验室和陶瓷基复合材料工程中心,为中国陶瓷基复合材料研究与工程转化搭建平台,工程化成果广泛用于航空航天领域,并向民用领域拓展。 张立同合著专著二部,授权国家发明专利50余项,发表SCI和EI收录论文400余篇。 专著 序号名称出版源年份备注1自愈合陶瓷基复合材料制备与应用基础化学工业出版社2015张立同编著2纤维增韧碳化硅陶瓷复合材料 模拟、表征与设计化学工业出版社2009张立同主编3复合材料手册化学工业出版社2009益小苏 ,张立同主编4近净形熔模精密铸造理论与实践国防工业出版社2007张立同参编5中国材料工程大典 第10卷 复合材料工程化学工业出版社2005益小苏 ,张立同主编期刊论文 序号名称出版源年份作者1化学气相渗透制备SiC_w/SiC层状结构陶瓷科学通报2015成来飞,张立同等2SiC_w/SiC层状结构陶瓷的制备及其应用中国材料进展2015解玉鹏,成来飞,张立同等3碳/碳化硅复合材料摩擦磨损性能分析航空材料学报2005张亚妮,徐永东,张立同等4碳陶刹车材料的研究进展航空制造技术2014徐兴亚,张立同,范尚武等5吸波型SiC陶瓷材料的研究进展航空制造技术2014张亚君,殷小玮,张立同6化学气相沉积层状BCx/SiC涂层自愈合机制复合材料学报2013张伟华,成来飞,张立同等7Si-B-C陶瓷涂敷2D C/SiC复合材料的抗氧化性能复合材料学报2013左新章,张立同等8液硅渗透法制备Ti3SiC2改性C/C-SiC复合材料复合材料学报2012范晓孟,殷小玮,张立同等9新型碳化硅陶瓷基复合材料的研究进展航空制造技术2003张立同,成来飞,徐永东10高温透波材料研究进展航空材料学报2003韩桂芳,陈照峰,张立同等11连续纤维增韧陶瓷基复合材料可持续发展战略探讨复合材料学报2007张立同,成来飞12陶瓷基复合材料在火箭发动机上的应用固体火箭技术2000邹武,张康助,张立同13连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料研究硅酸盐学报2002徐永东,成来飞,张立同14CVI法制备连续纤维增韧陶瓷基复合材料硅酸盐学报1995徐永东,张立同,成来飞15高温陶瓷基复合材料制备工艺的研究材料工程2000肖鹏,徐永东,张立同16CVI法制备三维碳纤维增韧碳化硅复合材料硅酸盐学报1996徐永东,张立同等17层状Ti3SiC2陶瓷的组织结构及力学性能复合材料学报2002李世波,王东,张立同等18高温结构陶瓷材料的设计准则硅酸盐通报1997徐永东,张立同,韩金探 张立同培养博、硕研究生近百名,获国家教学成果二等奖1项。 据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息:1995年至2004年期间,张立同共培养8名学生获得博士学位,基本情况如下 :【曾庆丰】 学位类别:博士;授予学位日期 2004年04月01日; 授予学位单位:西北工业大学;学位论文:C/SiC复合材料优化设计【邹武】 学位类别:博士;授予学位日期 2001年11月01日; 授予学位单位:西北工业大学;学位论文:三维编织C/SiC复合材料的制备及其性能研究【殷小玮】 学位类别:博士;授予学位日期 2001年03月01日; 授予学位单位:西北工业大学;学位论文:3DC/SiC复合材料的环境氧化行为【肖鹏】 学位类别:博士;授予学位日期 2001年10月01日; 授予学位单位:西北工业大学;学位论文:CSCVI法制备C/SiC的过程特征及其模拟【王汝敏】 学位类别:博士;授予学位日期 1991年12月01日; 授予学位单位:西北工业大学;学位论文:改性双马来酰亚胺树脂基体研究【刘晓辉】 学位类别:博士;授予学位日期 1997年12月01日; 授予学位单位:西北工业大学;学位论文:高抗冲复合材料的研究【成来飞】 学位类别:博士;授予学位日期 1997年12月01日; 授予学位单位:西北工业大学;学位论文:1650℃长寿命碳/碳复合材料防氧化涂层研究【杨觉明】 学位类别:博士;授予学位日期 1995年09月01日; 授予学位单位:西北工业大学;学位论文:用溶胶凝胶法制备热强BAS玻璃陶瓷的工艺理论基础及其材料性能研究

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碳化硅陶瓷论文相关文献

碳化硅的性能

sic以其高硬度、高磨削能力、耐高温性、耐氧化性、高达1500℃以上高耐磨性和高耐蚀性而引人注目。高的热传导率和低热膨胀率说明了为什么这种材料具有如此好的抗热震稳定性。

由于各种不同产品的显微结构粒度、气孔率和化学组成明显不同,因此其各种性能亦有所不同。r-sic比k-sic材料坚固得多,然而其高残余气孔率使其机械强度受到限制。反应烧结si-sic记也比较坚实,但仅限于1400℃以下,见图l。由图1可以看出s-sic尤其是hip、hp-sic材料的机械强度最佳。由于其价格高,hp-sic材料仅用在必须要求高强度的场合。

由于助烧结剂含量低或不含助烧结剂,因而在抗蠕变方面,s、hp、hip等材料较之所有的其它陶瓷材料具有明显的优点。sic的突出特点之一是耐化学腐蚀性,这是由于si对氧具有高的亲合力之故。

硅与氧在含水介质中反应引起钝性,如果使之经受热氧化导致生成氧化硅玻璃膜,它可以防止进一步氧化。通过外层的物料迁移只通过非离子氧化而进行,同时也会为挥发的氧化副产物和co的反扩散所阻止。

即使在1500℃下,纯sic的抗氧化能力亦比当今最好的超级合金在其最高使用温度1200℃下的抗氧化能力高一倍。纯sic是无色的,工业级sic的颜色为绿到黑色,不同颜色是由于sic晶格中混入了外来原子所致。

同时它使sic转变为半导体。采用特殊的掺杂质可使电阻率在大于7个数量级的范围内变化。电阻率随温度升高而降低。

碳化硅材料作为应用领域最为广泛的一种新型材料,越来越多被应用于碳化硅陶瓷生产方面。碳化硅陶瓷产品具有以下优点:1、耐化学腐蚀;2、耐高温,正常使用在1800℃;3、耐骤冷骤热,不易炸裂;4、可重复使用;5、结构性能稳定;6、超高温稳定性;7、热传导性高。正由于碳化硅陶瓷所具有耐磨、耐腐蚀、抗氧化、导热快、高温不易发生形变的特点,可有效防止高温溶液对硅碳棒、硅钼棒的侵蚀,因而被广泛应用于铝制品除气系统、印染机械、石油、矿山、钢铁、电力等行业,可有效延长设备的使用寿命和使用周期。

碳化硅陶瓷不仅具有优良的常温力学性能,如抗弯强度高、抗氧化性好、耐腐蚀性良好、耐磨性能好以及摩擦系数低,而且高温力学性能,特别是强度、抗蠕变性能方面在已知陶瓷材料中也是最好的。尤其在石油化工、微电子、航空航天、汽车等工业领域也不断获得广泛应用。

SiC陶瓷的缺点是断裂韧性较低,即脆性较大,为此近几年以SiC陶瓷为基的复相陶瓷,如纤维(或晶须)补强、异相颗粒弥散强化、以及梯度功能材料相继出现,改善了单体材料的韧性和强度。碳化硅陶瓷产品具有以下优点:1、耐化学腐蚀;2、耐高温,正常使用在1800℃;3、耐骤冷骤热,不易炸裂;4、可重复使用;5、结构性能稳定;6、超高温稳定性;7、热传导性高。

碳化硅的硬度相当高,莫氏刻痕硬度为,克氏显微硬度为2200~2800kg/mm2(负荷100g)。所给范围之所以如此大,这是因为碳化硅晶体的硬度与其晶轴方向有关。碳化硅的热态硬度虽然随着温度的升高而下降,碳化硅的抗压强度为224MPa,碳化硅的抗弯强度为。碳化硅颗粒的韧性,通常是用—定数量某种粒度碳化硅颗粒在定型模子中,施加规定压力之后未被压碎的颗粒所占百分率来反映的,它受颗粒形状等许多因素的影响。碳化硅是在高温下合成的,其制品也多是在高温下制备或者在高温下使用。如果只作较粗略计算时,碳化硅的平均热膨胀系数在25~1400℃范围内可以取×10-6/℃。碳化硅的热膨胀系数测定结果表明:其量值与其他磨料及高温材料相比要小得多,如刚玉的热膨胀系数可高达(7~8)×10-6/℃。SiC的导热系数很高,这是碳化硅物理性能方面的另一个重要特点。它的导热系数比其他耐火材料及磨料要大的多,约为刚玉导热系数的4倍。所以,碳化硅所具有的低热膨胀系数和高导热系数,使其制品在加热及冷却过程中受到的热应力较小,这就是碳化硅陶瓷抗热震性特别好的原因。

氮化硅陶瓷研究现状论文

1960~1984 年负责研制用于生产浓缩铀235的孔径为纳米量级的分离膜,创建起中国第一个比较完整的包括金属和非金属、粉末合成,材料制造和性能检测的纳米材料实验室,是国家一等发明奖“乙种分离膜的制造技术”的第一发明人,冶金部科技成果二等奖“戊种分离膜的制造技术”的第一完成人,为中国“两弹一星”事业做出了重大贡献。科研项目“以复合氮化物做烧结助剂的氮化硅基陶瓷的研究”获教育部科技进步二等奖、冶金部科技进步三等奖;“燃烧合成氮化硅陶瓷的应用基础研究”获北京市科技进步三等奖。 1997 ~2000年提出、论证和指导完成了“863”课题“耐高温等离子体冲刷的功能梯度材料研究”,已通过验收。“以氮化物做烧结助剂的氮化硅陶瓷”获得发明专利( )。1985年创办特种陶瓷粉末冶金研究室,和其他教授先后创建起中国第一个粉末冶金博士点和北京科技大学非金属材料博士点。在国内外各类核心刊物上主要发表论文164篇,还有SHS Research in Lab Special at USTB Beijng,New Development of SHS Composites in LSCPM, USTB of China,Present Status and Trends of SHS FGM(Keynote lecture)等,其中被SCI收录15篇,被ISTP收录11篇,被 CSCD收录8篇,被EI收录19篇。专著一部。

利用Si3N4 重量轻和刚度大的特点,可用来制造滚珠轴承、它比金属轴承具有更高的精度,产生热量少,而且能在较高的温度和腐蚀性介质中操作。用Si3N4 陶瓷制造的蒸汽喷嘴具有耐磨、耐热等特性,用于650℃锅炉几个月后无明显损坏,而其它耐热耐蚀合金钢喷嘴在同样条件下只能使用1 - 2个月.由中科院上海硅酸盐研究所与机电部上海内燃机研究所共同研制的Si3N4 电热塞,解决了柴油发动机冷态起动困难的问题,适用于直喷式或非直喷式柴油机。这种电热塞是当今最先进、最理想的柴油发动机点火装置。日本原子能研究所和三菱重工业公司研制成功了一种新的粗制泵,泵壳内装有由11个Si3N4 陶瓷转盘组成的转子。由于该泵采用热膨胀系数很小的Si3N4 陶瓷转子和精密的空气轴承,从而无需润滑和冷却介质就能正常运转。如果将这种泵与超真空泵如涡轮———分子泵结合起来,就能组成适合于核聚变反应堆或半导体处理设备使用的真空系统。以上只是Si3N4 陶瓷作为结构材料的几个应用实例,相信随着Si3N4 粉末生产、成型、烧结及加工技术的改进,其性能和可靠性将不断提高,氮化硅陶瓷将获得更加广泛的应用。由于Si3N4 原料纯度的提高,Si3N4 粉末的成型技术和烧结技术的迅速发展,以及应用领域的不断扩大,Si3N4 正在作为工程结构陶瓷,在工业中占据越来越重要的地位。Si3N4 陶瓷具有优异的综合性能和丰富的资源,是一种理想的高温结构材料,具有广阔的应用领域和市场,世界各国都在竞相研究和开发。陶瓷材料具有一般金属材料难以比拟的耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化性、抗热冲击及低比重等特点。可以承受金属或高分子材料难以胜任的严酷工作环境,具有广泛的应用前景。成为继金属材料、高分子材料之后支撑21世纪支柱产业的关键基础材料,并成为最为活跃的研究领域之一,当今世界各国都十分重视它的研究与发展,作为高温结构陶瓷家族中重要成员之一的Si3N4 陶瓷,较其它高温结构陶瓷如氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等具有更为优异的机械性能、热学性能及化学稳定性. 因而被认为是高温结构陶瓷中最有应用潜力的材料。可以预言,随着陶瓷的基础研究和新技术开发的不断进步,特别是复杂件和大型件制备技术的日臻完善,Si3N4 陶瓷材料作为性能优良的工程材料将得到更广泛的应用。

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高性能氮化硅陶瓷研究现状论文

这种情况下我觉得哪个抚顺这种情况下我觉得哪个腐蚀性这种情况下我觉得哪个腐蚀性更其这种情况下,我觉得哪个腐蚀性更强啊,耐腐蚀性当然是碳化硅陶瓷

在谈氮化硅陶瓷的用途之前,先介绍一下这种材料。氮化硅陶瓷虽然名称里面带有陶瓷二字,但实际上是硬度非常高的一种材料,在高温的状态下有着非常良好的抗氧化性能。且在空气中急剧加热之后再进行急剧冷却也不会碎裂。也正是因为氮化硅陶瓷拥有如此良好的特性,使得其被广泛用于制造轴承、密封环等性能要求较高的机械构件。氮化硅陶瓷作为一种优秀的工程材料,在高温下的稳定性非常好,可以加热到一千两百摄氏度而不产生性能下降,加热到一千九百摄氏度才会出现分解。且能够抗住大部分酸碱溶液的腐蚀,特别是在无机酸中,几乎不会产生任何腐蚀现象。目前,在机械领域中的密封环、高温轴承等多会用氮化硅陶瓷来制造;在冶金行业里面,坩埚和燃烧嘴也会采用氮化硅陶瓷来制造;而且在航空领域的发动机中也有氮化硅陶瓷的身影出现。

硅是比锗更经得起当今器件工艺发展考验的半导体材料。在1966年已经生产40000千克半导体级硅(单晶超纯硅,杂质含量小于1/109),从而制造出40亿个元件。到1966年,用于这方面的硅已超过锗的用量。 由硅晶体管和其他元件组成的集成电路,集成度越来越高,规模越来越大,而元件则愈做愈小。一个直径为75毫米的硅片,可集成几万至几十万甚至几百万个元件,形成了微电子学,从而出现了微型计算机、微处理机等。 在铝衬底上,生长—层10—25微米厚的多晶硅薄膜,就是一种便宜而轻巧的太阳能电池材料,适于在太空和地面上使用。 硅是同位素电池中换能器的主要材料。换能器是将同位素热源发出的热能转变为电能的装置。硅-锗合金做的换能器,其工作温度可达1000oC,机械性能和抗氧化性能很好,高温下不易蒸发和中毒,无论在真空还是空气中都能工作。 航天飞机用的耐热而极轻的硅瓦,在航天飞机返回大气层时,它可保护机身不受超过1000oC高温的损伤。 天然橡胶和合成橡胶的使用温度,一般都在150oC以下,否则就会老化变质。20世纪40年代发展起来的硅橡胶,是以硅一氧一硅为主链的半无机高分子弹性体,兼有无机材料和有机材料的某些特点,使用温度范围宽广。硅橡胶具有优异的耐臭氧、耐碱、生理惰性(对人机体没有不良影响,可做为某些脏器的修复材料,如人工关节)和电气性能。某些特殊结构的硅橡胶,更具有优良的耐油、耐溶剂、耐辐射等特性,因此硅橡胶已广泛用于航空、宇宙航行技术、电气及电子工业部门。 用110—2甲基乙烯基硅橡胶做生胶原料,乙炔炭黑做填料可制成导电橡胶,是电子表中连接集成电路与液晶屏的理想导电材料。 硅酸在水中能形成凝胶,因此可制得一种吸附剂---硅胶。硅胶是一种极性吸附剂,对H20等极性物质都有较强的吸附能力,工业上常用做干燥剂和吸附剂。 硅酸钠的水溶液叫水玻璃,工业上称做泡花碱。木材及织物浸过水玻璃后,可以防腐,不易着火。 硅溶胶是以Si02为基本单位的水中分散体。在羊毛纺织过程中,它可做为轻纺上浆的胶剂,以减少羊毛纤维的断头率,在涂层中含有硅溶胶,可提高无机纤维材料的表面抗 热强度。 在搪瓷器皿制造业中,加进硅溶胶以后,可降低膨胀系数,以改进对四氟乙烯的粘合性,在玻璃及玻璃陶瓷中亦有同样效果。若在玻璃中掺入25—30%的硅溶胶,可制得优质的硅硼酸玻璃。 某些钠硼硅酸盐玻璃(含氧化钠、氧化硼和氧化硅)经过热处理,原子重新组合,就分为互不熔混的两部分。一部分主要含氧化硅,另一部分主要含氧化钠和氧化硼。如果再用酸处理,那么二氧化硅将不受酸的影响而留下来,而氧化钠和氧化硼则溶于酸中,剩下众多的空洞一—微孔,于是就制成了用途广泛的微孔玻璃。 将微孔玻璃烘干,烧结,就得到高硅氧透明玻璃。它耐高温,热稳定性好,透紫外线能力强,可在多方面代替石英玻璃,适宜做高温观察窗, 比如宇宙飞船上的观察窗。迫过它去观察物体,不会发生变形,因为它的光学均匀性也很好。 如果在普通的钠铝硼硅酸盐玻璃中加入少量卤化银做感光剂,微量铜做增感剂,用玻璃常规工艺熔化,退火再经适当处理,就能制成卤化银光色玻璃。它会因光的强度不同而改变颜色,在强光防护、显示装置、光信息存储、交通工具上的挡风玻璃等方面,都有重要用途。 纯净的二氧化硅晶体叫做石英。石英在1600℃熔化成粘稠液体,内部变为无规则形态,再遇冷时,因为粘度大而不易再结晶,成为石英玻璃。它有很多特殊的性质,如能让可见光和紫外光通过,可用它制造紫外灯和光学仪器;它的膨胀系数小,能经受温度的剧变,而且有很好的抗酸性(除氢氟酸外),因此,常被用来制造高级化学器皿。 医用激光器配置的光能传输系统是用石英光导纤维制成的,它不仅细巧轻便,灵活自如,且可将激光能量传入人体内脏器官进行医治。 一种新型水泥——双快水泥,具有快凝、快硬的特点。它浇注一天后的强度,相当于普通水泥浇注7-28天的强度,可用于滑升模板施工、预应力混凝土构件、砌块的快速成型和脱模,也可用它做矿井巷道喷射混凝土或机械铸件造型自硬砂。 用废轮胎等制成海绵状弹性体,与粘结性强的乳剂和水泥混和搅拌,就成为橡胶水泥。它克服了原有混凝土的缺点,能防止龟裂、剥离和吸水,既可用于铺路,又可用于建筑物上。 SiC叫碳化硅,又叫金刚砂。它具有类似金刚石的结构,硬度极大,而且分解温度又很高,所以在工业上大量用作磨料。 氮化硅陶瓷的强度和硬度很高,抗热震性和耐化学腐蚀性好,摩擦系数小且有自润性,是一种优越的耐磨材料。用氮化硅陶瓷制成的机械密封圈,经过几百到几千小时的运转后,磨损较小,寿命较原用材料提高几倍到十几倍。 以碳化硅陶瓷为基板的碳化硅远红外辐射板,被加热到一定温度后,能辐射出2—15微米以上的长波红外线,它对有机物,高分子物质以及对远红外线有强烈吸收峰的含水物质等,有很高的干燥效率。目前,这种碳化硅远红外辐射板巳用于自行车、缝纫机、家俱;木材,皮革,纺织,食品及粮食作物的干燥。答案补充 这篇字数绰绰有余 可根据您的学习内容删减 保留您学过的精华 删去偏离课本的糟粕 文秘杂烩网

有关资料显示,氮化硅Si 3 N 4陶瓷基片弹性模量为320GPa,抗弯强度为920MPa,热膨胀系数仅为×10 -6 /°C,介电常数为,具有硬度大、强度高热膨胀系数小、耐腐蚀性高等优势。由于Si 3 N 4 陶瓷晶体结构复杂,对声子散射较大,因此早期研究认为其热导率低,如Si 3 N 4 轴承球、结构件等产品热导率只有15W/(m·K)~30W/(m·K)。但是,通过研究发现,Si 3 N 4 材料热导率低的主要原因与晶格内缺陷、杂质等有关,并预测其理论值最高可达320W/(m·K)。之后,在提高Si3N4材料热导率方面出现了大量的研究,通过工艺优化,氮化硅陶瓷热导率不断提高,目前已突破177W/(m·K)。此外,与其他陶瓷材料相比,Si 3 N 4 陶瓷材料具有明显优势,尤其是在高温条件下氮化硅陶瓷材料表现出的耐高温性能、对金属的化学惰性、超高的硬度和断裂韧性等力学性能。Si 3 N 4 陶瓷的抗弯强度、断裂韧性都可达到AlN的2倍以上, 特别是在材料可靠性上,Si 3 N 4 陶瓷基板具有其他材料无法比拟的优势。而氮化铝AlN,是兼具良好的导热性和良好的电绝缘性能少数材料之一,氮化铝具备以下优点:(1)氮化铝的导热率较高,室温时理论导热率最高可达320W/(m·K),是氧化铝陶瓷的8~10倍,实际生产的热导率也可高达200W/(m·K),有利于LED中热量散发,提高LED性能;(2)氮化铝线膨胀系数较小,理论值为×10 -6 /K,与LED常用材料Si、GaAs的热膨胀系数相近,变化规律也与Si的热膨胀系数的规律相似。另外,氮化铝与GaN晶格相匹配。热匹配与晶格匹配有利于在大功率LED制备过程中芯片与基板的良好结合,这是高性能大功率LED的保障。(3)氮化铝陶瓷的能隙宽度为,绝缘性好,应用于大功率LED时不需要绝缘处理,简化了工艺。(4)氮化铝为纤锌矿结构,以很强的共价键结合,所以具有高硬度和高强度,机械性能较好。另外,氮化铝具有较好的化学稳定性和耐高温性能,在空气氛围中温度达1000℃下可以保持稳定性,在真空中温度高达1400℃时稳定性较好,有利于在高温中烧结,且耐腐蚀性能满足后续工艺要求。

合成碳化硅的研究背景论文

种碳化硅微粉的生产工艺,其特征在于,其步骤如下:

(1)取碳化硅原料,经破碎机中碎,并筛分至不大于5mm的碳化硅颗粒,再用整形机对其进行整形至不大于2mm的碳化硅颗粒,且其中椭圆形颗粒占80%以上,再对其进行酸洗除杂,干燥;

(2)将上述干燥后的碳化硅颗粒用磨粉机粉碎成d50=μm的碳化硅粉,粉碎时,磨粉机主机电流设定为65-75A,风机流量设定为40-50m3/min,分析机转速为400--600转/分;

(3) 然后用涡流式气流分级机对碳化硅粉进行分级,分级时,涡流式气流分级机的风机流量为25-43m3/min,分级轮转速为2600--3300转/分,从分级口分出粒度ds94=μm的成品A,旋风口分出ds94≤μm的半成品;

(4)将涡流式气流分级机旋风口分出的半成品用叶轮式气流分级机再进行二次分级,分级时,叶轮式气流分级机的风机流量为25-10m3/min,分级轮转速为1300--1700转/分,从分级口分出粒度为ds94=μm的成品B,旋风口则分出副产品。

筛分

筛分就是把颗粒、粉末分成大小不同的粒子段。单台TS振动筛分机可配至4层筛网,能连续分选出2-5个粒级并控制较窄的粒度范围。

筛出杂质

高性能筛机在高流量处理过程中,能迅速清除百分含量低的大颗粒或小颗粒浆渣分离。TS振动筛分机能把各类浆液中的非溶性固体物质迅速清除,并连续排渣

常见的方法是将石英砂与焦炭混合,利用其中的二氧化硅和石油焦,加入食盐和木屑,置入电炉中,加热到2000°C左右高温,经过各种化学工艺流程后得到碳化硅微粉。碳化硅(SiC)因其很大的硬度而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要:综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状,重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题,在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词:SiCp /Al 复合材料; 制备方法中图分类号:TB333 文献标识码:A 文章编号:1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract:The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put words:SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:;E-mail:《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究,从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作, 取得了显著的成绩。在美国和日本等国,该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟,在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料,可成百吨的生产,价格便宜,SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料, 其性能可与钛合金媲美,而价格还不到钛合金的1/10。碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料,被认为是一种理想的轻质结构材料,尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年,美国DuralAluminumComposites 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术, 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产, 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前,Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3~4倍。美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加,只有伸长率下降的,其他性能都得到了很大提高。到目前为止,SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域,并取得巨大经济效益。表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆,北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 虽然部分性能已达到国外产品的指标, 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距,另外制造成本太高,离工业化生产还有一段距离要走。2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物,明显提高了复合材料的比强度和比模量, 特别是高性能连续纤维,如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物,他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能,使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物,在高温下具有很好的高温强度和模量, 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。特别是连续纤维增强金属基基复合材料,其高温性能可保持到接近金属熔点,并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数, 一般在60%以上,因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。(4)良好的耐磨性金属基复合材料,特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物,陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定,用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度,也提高了复合材料的硬度和耐磨性。(5)热膨胀系数小,尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数,特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数, 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数, 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工艺增强体含量(vol,%)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 粉末冶金20 552 103 粉末冶金20 496 103 粉末冶金20 724 103 粉末冶金40 441 125 粉末冶金15 689 97 搅拌铸造20 350 98 无压浸渗30 382 125 表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of aluminum matrixcomposite reinforced by SiC particle93Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面结合强度适中,可以有效传递载荷,又能阻止裂纹扩展,从而提高材料的断裂韧性。(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比,金属性质稳定、组织致密,不存在老化、分解、吸潮等问题,也不会发生性能的自然退化,在空间使用不会分解出低分子物质而污染仪器和环境,有明显的优势。(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧性,而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近20 年以来, 铝基复合材料获得了惊人的发展速度,表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。3 主要应用领域 在航空航天及军事领域的应用美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中心合作,研制成超轻量化空间望远镜和反射镜,该望远镜的主镜直径为,仅重。ACMC 公司用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中扫描用高速摆镜等;美国用高体积分数的SiCp/Al代替铍材,用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖,成本比铍材降低2/3;20 世纪80 年代美国洛克希德.马丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作飞机上承载电子设备的支架,其比刚度比7075 铝合金约高65%;美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机的腹鳍, 代替原有的2214 铝合金蒙皮, 刚度提高50%,寿命从几百小时提高到8000 小时左右,寿命提高17 倍,可大幅度降低检修次数,提高飞机的机动性,还可用于F-16 的导弹发射轨道;英国航天金属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al, 成功用于Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升机[12];采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电子计数测量阵列等关键电子系统上, 以代替包铜的钼及包铜的锻钢,可使质量减轻70%,同时降低了电子模板的工作温度;SiCp/Al 印刷电路板芯板已用于地轨道全球移动卫星通信系统; 作为电子封装材料,还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替Cu-W 封装合金作为电源模块散热器,已用于EV1 型电动轿车和S10 轻型卡车上;美国将氧化反应浸渗法制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲,用于“沙漠风暴”地面进攻的装甲车;美国GardenGrove 光学器材公司用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。 在汽车工业中的应用由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机;自20 世纪90 年代以来, 福特和丰田汽车公司开始采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘;美国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996年投入批量生产[13];德国已将该材料制作的刹车盘成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一级方程式赛车。 在运动器械上的应用BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已在Raleigh 赛车上使用;SiCp /Al 复合材料可应用于自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品;在医疗上用于假体的制造。4 制备及成型方法一般来说, 根据铝基体状态的不同,SiCp/Al 的制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。 粉末冶金法粉末冶金法又称固态金属扩散法,该方法由于克增强相/ 基体增强相含量拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率(%)SiC/Al-4Cu 15 476 92 /ZL101 20 375 101 /ZL101A 20 330 100 /6061 25 517 114 /2124 25 565 114 / 20 226 95 /Al 26 387 112 -表2 金属基复合材料的力学性能[1] Mechanical properties of metal matrix composite[1]94《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点,因而是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种,目前最为流行和典型的工艺流程为:碳化硅粉末与铝合金粉末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可以按任何比例混合,而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟,成型温度较低,基本上不存在界面反应、质量稳定,增强体体积分数可较高,可选用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高,颗粒不容易均匀混合,容易出现较多孔隙,要进行二次加工,以提高机械性能,但往往在后续处理过程中不易消除;所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制,粉末冶金技术工艺程序复杂,烧结须在在密封、真空或保护气氛下进行, 制备周期长, 降低成本的可能性小,因此制约了粉末冶金法的大规模应用。 喷射沉积法喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer教授首先提出[14],并由Ospray 金属有限公司发展成工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是:对铝合金基体进行雾化的同时,加入SiC 增强体颗粒,使二者共同沉积在水冷衬板上, 凝固得到铝基复合材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间短,二者反应易于控制;对界面的润湿性要求不高,可消除颗粒偏析等不良组织, 组织具有快速凝固特征;工艺流程短、工序简单、效率高,有利于实现工业化生产。缺点是设备昂贵,所制备的材料由于孔隙率高而质量差必须进行二次加工, 一般仅能制成铸锭或平板; 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的合金液滴复合, 造成原材料损失大, 工艺控制较复杂,增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。 搅拌铸造法搅拌铸造法的基本原理[15-17]:依靠强烈搅拌在合金液中形成涡漩的负压抽吸作用, 将增强体颗粒吸入基体合金液体中。具体工艺路线:将颗粒增强体加入到基体金属熔液中, 通过一定方式的搅拌与一定的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体中,以达到相互混合均匀与浸润的目的,复合成颗粒增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件等使用。该方法的优点是:工艺简单、设备投资少、生产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是:加入的增强体颗粒粒度不能太小, 否则与基体金属液的浸润性差, 不易进入金属液或在金属液中容易团聚和聚集;普遍存在界面反应,强烈的搅拌容易造成金属液氧化,大量吸气及夹杂物混入,颗粒加入量也受到一定限制,只能制成铸锭,需要二次加工。 挤压铸造法挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘结,制成预制块放入浇注模型中,预热到一定的温度,然后浇入基体金属液,立即加压,使熔融的金属熔液浸渗到预制块中,最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方法的优点是:设备较简单且投资少,工艺简单且稳定性较好,生产周期短,易于工业化生产,能实现近无余量成型,增强体体积分数较高,基本无界面反应。缺点是容易出现气体或夹杂物,缺陷比较多,需增强颗粒需预先制成预成型体, 预成型体对产品质量影响大,模具造价高,而且复杂零件的生产比较困难。5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究,其相关领域的研究及发展也应给予重视。 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材料,但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中,使金属液粘度提高,流动性降低,铸造时充填性变差,当颗粒含量增加至20%或在较低温度(<730℃)时,流动性急剧降低以致于无法正常浇注。另外,SiC颗粒具有较大的表面积, 表面能较大,易吸附气体并带入金属液中,而金属液粘度大也易卷入气体并难以排出,产生气孔缺陷。因此,对现有工艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作的主要任务。 后续加工工艺的研究金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后续加工工艺的研究较少,成为限制其应用的瓶颈。高强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为难加工材料[18-19],而由于增强体与基体合金的热膨胀系数差异大引起位错密度的提高, 也使金属基复合95Hot Working Technology 2011, , 材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外,增强体影响焊接熔池的粘度和流动性, 并与基体金属发生化学反应限制了焊接速度, 给金属基复合材料的焊接造成了极大困难。因此, 解决可焊性差的问题也成为进一步研究的主要方向。 环境性能方面的改善金属基复合材料的环境性能方面的研究, 即如何解决金属基复合材料与环境的适应性, 实现其废料的再生循环利用也引起了一些学者的重视, 这个问题关系到有效利用资源,实现社会可持续发展,因此, 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形成一类新的多相材料, 其回收再利用的技术难度要比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批量应用,必然面临废料回收的问题,通过对复合材料的回收再利用, 不但可减少废料对环境的污染还可减低铝基复合材料的制备成本、降低价格,增加与其他材料的竞争力,有利于促进自身的发展。文献[21]配制了混合盐溶剂, 采用熔融盐法成功地分离出颗粒增强铝基复合材料中的增强材料,研究结果表明,利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料, 其回收利用率可达85%。6 结语与铝合金基体相比, 铝基复合材料具有更高的使用温度、模量和强度,热稳定性增加及更好的耐磨损性能,它的应用将越来越广泛。然而,在目前的研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题, 例如怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题, 并且力求研究结果有助于改善生产应用问题; 在制备过程前后, 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性能;如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服役于各种环境。此外,原位反应中仍不免其他副反应夹杂物存在, 同时对增强体的体积分数也难以精确控制,这些都是亟待研究解决的问题。参考文献:[1] 于化顺.金属基复合材料及其制备技术[M].北京:化学工业出版社,2006.241.[2] 吴人洁.复合材料[M].天津:天津大学出版社,2000.[3] 沃丁柱.复合材料大全[M].北京:化学工业出版社,2000.[4] 毛天祥.复合材料的现状与发展[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2000.[5] 赫尔(Hull, D).复合材料导论[M].北京:中国建设工业出版社,1989.[6] 尹洪峰,任耘,罗发.复合材料及其应用[M].陕西:陕西科学技术出版社,2003.[7] 汤佩钊.复合材料及其应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,1998.[8] 张守魁,王丹虹.搅拌铸造制备颗粒增强复合材料[J].兵器材料科学与工程,1997,20(6):35-391.[9] 韩桂泉,胡喜兰,李京伟.无压浸渗制备结构/ 功能一体化铝基复合材料的性能及应用[J].航空制造技术,2006(01):95.[10] 李昊,桂满昌,周彼德.搅拌铸造金属基复合材料的热力学和动力学机制[J].中国空间科学技术,1997,2(1):9-161.[11] 桂满昌,吴洁君,王殿斌,等.铸造ZL101A/SiCp复合材料的研究[J].铸造,2001,50(6):332-3361.[12] 任德亮,丁占来,齐海波,等.SiCp /Al 复合材料显微结构与性能的研究[J].航空制造技术,1999,(5):53-551.[13] Clyne T W,Withers P J.An Introduction to Metal MatrixComposites [M].London:Cambridge University Press,1993.[14] Lee Konbae.Interfacial reaction in SiCp /Al composite fabricatedby pressureless infiltration [J].Scripta. 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由于天然含量甚少,碳化硅主要多为人造。常见的方法是将石英砂与焦炭混合,利用其中的二氧化硅和石油焦,加入食盐和木屑,置入电炉中,加热到2000°C左右高温,经过各种化学工艺流程后得到碳化硅微粉。碳化硅(SiC)因其很大的硬度而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料。例如,它所具有的耐高温性、导热性而成为隧道窑或梭式窑的首选窑具材料之一,它所具有的导电性使其成为一种重要的电加热元件等。制备SiC制品首先要制备SiC冶炼块[或称:SiC颗粒料,因含有C且超硬,因此SiC颗粒料曾被称为:金刚砂。但要注意:它与天然金刚砂(也称:石榴子石)的成分不同。在工业生产中,SiC冶炼块通常以石英、石油焦等为原料,辅助回收料、乏料,经过粉磨等工序调配成为配比合理与粒度合适的炉料(为了调节炉料的透气性需要加入适量的木屑,制备绿碳化硅时还要添加适量食盐)经高温制备而成。高温制备SiC冶炼块的热工设备是专用的碳化硅电炉,其结构由炉底、内面镶有电极的端墙、可卸式侧墙、炉心体(全称为:电炉中心的通电发热体,一般用石墨粉或石油焦炭按一定的形状与尺寸安装在炉料中心,一般为圆形或矩形。其两端与电极相连)等组成。该电炉所用的烧成方法俗称:埋粉烧成。它一通电即为加热开始,炉心体温度约2500℃,甚至更高(2600~2700℃),炉料达到1450℃时开始合成SiC(但SiC主要是在≥1800℃时形成),且放出co。然而,≥2600℃时SiC会分解,但分解出的si又会与炉料中的C生成SiC。每组电炉配备一组变压器,但生产时只对单一电炉供电,以便根据电负荷特性调节电压来基本上保持恒功率,大功率电炉要加热约24 h,停电后生成SiC的反应基本结束,再经过一段时间的冷却就可以拆除侧墙,然后逐步取出炉料。 高温煅烧后的炉料从外到内分别是:未反应料(在炉中起保温作用)、氧碳化硅羼(半反应料,主要成分是C与SiO。)、粘结物层(是粘结很紧的物料层,主要成分是C、SiO2、40%~60%SiC以及Fe、Al、Ca、Mg的碳酸盐)、无定形物层(主要成分是70%~90%SiC,而且是立方SiC即β-sic,其余是C、SiO2及Fe、A1、Ca、Mg的碳酸盐)、二级品SiC层(主要成分是90%~95%SiC,该层已生成六方SiC即口一SiC,但结晶体较小、很脆弱,不能作为磨料)、一级品SiC层(SiC含量<96%,而且是六方SiC即口一SiC的粗大结晶体)、炉芯体石墨。在上述各层料中,通常将未反应料和一部分氧碳化硅层料作为乏料收集,将氧碳化硅层的另一部分料与无定形物、二级品、部分粘结物一起收集为回炉料,而一些粘结很紧、块度大、杂质多的粘结物则抛弃之。而一级品则经过分级、粗碎、细碎、化学处理、干燥与筛分、磁选后就成为各种粒度的黑色或绿色的SiC颗粒。要制成碳化硅微粉还要经过水选过程;要做成碳化硅制品还要经过成型与结烧的过程。

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