SiC-TiB2复相陶瓷的制备及性能研究

来源 :北京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aghdks
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
碳化硅(SiC)陶瓷以其高硬度、高温抗氧化性和优良的抗热震性等优良特性,被广泛应用于机械、化工和军用领域。但是其低的断裂韧性以及对于缺陷的强烈敏感性,严重影响了其广泛应用。利用液相烧结的方式制备SiC,虽然断裂韧性得到了提高,但是伴随有硬度的下降。第二相TiB2的加入不仅可以形成残余拉应力促进裂纹的偏转,提高断裂韧性,而且可以弥补由于液相烧结SiC韧性提高同时所伴随的硬度降低的问题。目前为止,鲜有利用SPS制备SiC-TiB2陶瓷的报道。同时,对于SiC-TiB2的研究很少有关于增强相对材料晶间相、晶粒界面结合状况的研究。因此针对以上空白,本文以YAG为液相助烧剂,通过SPS烧结技术,制备SiC-TiB2复相陶瓷。并研究烧结温度、TiB2含量以及SiC原料相配比对SiC-TiB2复相陶瓷的显微结构,尤其是晶间相和界面结合状态及力学性能的影响。选取1600℃,1700℃,1750℃三个SPS烧结温度,研究烧结温度对材料相成分和微观结构的影响。随着烧结温度的升高,复相陶瓷致密度不断升高,晶间结合强度不断升高。其断裂模式从沿晶断裂模式向穿晶断裂和沿晶断裂混合模式转变。陶瓷材料的抗弯强度和硬度随着烧结温度的升高而升高,在烧结温度为1750℃时达到了最大值,分别为753MPa和23.19GPa。断裂韧性随烧结温度的升高先升高后降低,在烧结温度为1700℃时达到最大值8.84MPa·m1/2。选取TiB2含量为0wt.%,5wt.%,15wt.%,25wt.%四种成分的SiC-TiB2陶瓷,研究TiB2对材料相成分和微观结构的影响。研究发现TiB2的加入会促使大量Si元素融入晶间相,使得晶间相的成分发生了变化,晶间相从晶态向非晶态转变。虽然TiB2的加入会降低材料致密度,但是TiB2的加入降低了SiC/SiC晶界处的氧含量,促使晶间相非晶化,提高晶间结合强度,进而提升材料断裂表面能,以提高抗弯强度和断裂韧性。随着TiB2含量的不断增加,SiC-TiB2陶瓷的抗弯强度、断裂韧性和硬度均呈先增加后减少的变化趋势。在TiB2含量为15wt.%时,其抗弯强度、断裂韧性和硬度达到最大值,分别为662MPa,8.84MPa·m1/2,22.36GPa。改变SiC原料相配比,通过对烧结体的热处理,研究SiC原料相配比对材料微观结构和性能的影响。结果发现SPS工艺1700℃烧结后,得到的陶瓷样品的致密度、抗弯强度、断裂韧性随着β-SiC的含量的增加而降低。2000℃热处理后,由于热处理时间比较短,只有部分β-SiC向α-SiC转变,发生晶粒的各向异性长大,生成棒状晶粒。含有大量β-SiC的样品由于热处理后生成棒状晶粒的增强增韧效果,其断裂韧性和抗弯强度都得到了提升。而含有大量α-SiC的样品由于晶粒的过度长大,其断裂韧性和抗弯强度都发生一定程度降低。
其他文献
背景:我国跌倒/坠落伤害相关疾病负担全世界最高,造成伤残寿命年损失约为世界其他地区的2倍。近年来,随着人们对全球气候异常变化的关注及医学气象学科兴起,气象条件对跌倒/
食品安全是最大的民生,如果把食品安全抓好了,民生问题就有了基础。十九大报告要求我们,要加快推进以改善民生为重点的社会建设,食品安全作为民生工程的重点必将引起高度关注
众所周知,幼儿园的一日生活可大致分为游戏、学习、以及生活活动等方面,这些活动不仅仅是幼儿园课程实施的重要组成部分,并且在幼儿发展阶段占据着至关重要的地位。结合《3-6
我国融资租赁业虽然起步较晚,但发展迅猛。融资租赁行业规模不断扩大,为我国实体经济发展提供了多元化的金融选择。近年来,随着我国一系列严控金融风险的政策不断落地,宏观层
随着电力电子技术及控制理论的不断发展,电力传动系统不再受到三相供电的限制。与传统三相传动系统相比,多相传动系统具有转矩脉动小、易于容错控制、可实现低压大功率输出等优点,在航空航天、船舶推进、电动汽车等高可靠性大功率传动场合具有较好的应用前景。由于谐波子空间的电流无法形成旋转磁势,多相电机更易产生电流谐波,从而使电机的损耗增大,降低了调速系统的效率。因此,本文以双三相永磁同步电机为研究对象,对数学建
在国家出台的一系列新能源政策的大力支持下,电动汽车的发展趋势长期向好,与之密切联系的充电基础设施相关行业也迅速发展,充电站的数量也逐年增加,随之而来的便是对以上三者的管理问题,如何利用互联网技术,借助PC端互联网浏览器方式,为用户展现更多内容,方便用户进行相关业务办理,是本文的主要研究方向。本文所描述的系统来源于实习公司实际研发项目,该项目设计并实现了一套基于B/S(Browser/Server)
考试焦虑是一种负面的情绪,它是学生面对考试失败情况或仅是担心自己可能的考试失败而产生的,是中学生普遍会面对的心理问题,对学生的身心发展有严重的影响。本研究在已有研
研究目的:优秀运动员身体机能状态监控作为竞技体育运动员科学训练的重要组成部分,是支撑教练员科学训练的关键所在。目前用于运动员身体机能状态监控的指标有侵入性(有创)和
可溶性桥塞分段压裂技术是页岩气藏开发领域的一项新兴技术,压裂完成后无需钻磨,保证井筒全通径,有效避免井筒干预作业带来的施工风险,节省作业时间,提高生产效率。但由于现
按年谱写一人事迹言论的年谱,是研究历史人物以及其他历史问题的重要资料,很值得重视,明人的年谱尤其值得重视和利用。明人的年谱价值甚大,其原因有三。一是多半篇幅大。将其
会议