【摘 要】
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通过添加短碳纤维作为碳源、碳化硼促进液硅渗入,制备了低残硅含量反应烧结复合陶瓷。研究了碳纤维的反应机理以及对反应烧结体组织和性能影响。研究表明:碳纤维的自搭建相互
【机 构】
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西安交通大学金属材料强度国家重点实验室;
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通过添加短碳纤维作为碳源、碳化硼促进液硅渗入,制备了低残硅含量反应烧结复合陶瓷。研究了碳纤维的反应机理以及对反应烧结体组织和性能影响。研究表明:碳纤维的自搭建相互贯穿结构以及添加的碳化硼颗粒有助于渗硅充分;组织中出现了两种核壳结构:原SiC-次生SiC,碳化硼-硼、碳、硅三元相。添加的碳源会优先和硅反应生成次生碳化硅,这在一定程度保护了碳化硼颗粒;次生碳化硅连接原有碳化硅形成陶瓷连续骨架,硼、碳、硅三元相具有高脆性,不利于陶瓷性能增强。碳纤维主要是以溶解-沉淀的形式与硅反应,硅逐渐替换碳纤维原有位置最终形成纤维状残硅,有助于残硅分散;当生成的次生碳化硅堵塞渗硅通道后,硅与碳纤维以扩散形式反应。通过控制碳源量,以及保证试样渗透,将残硅最低降为1.6Vol.%,其尺寸仅为纳米级,强韧性能最高分别达到482±12MPa和5.82±0.37MPa·m1/2。
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