关键词： 碳化硅晶须   化学气相沉积   VS机理   反应烧结碳化硅  

摘要： 在外加热的化学气相沉积(CVD)炉中,以H2为载气,甲基三氯硅烷(MTS)为源气,氩气为稀释气体,在反应烧结碳化硅基底上,采用CVD工艺制备了碳化硅晶须,研究了沉积温度和稀释气体对产物形貌的影响。分别用XRD、SEM分析了沉积物的相组成和形貌。SEM分析结果表明:1100℃时的沉积物完全由晶须组成,1150℃时的沉积物由晶须和部分晶粒组成;1100℃和1150℃相比,沉积温度较高时,晶须的平均直径增大;随着稀释气体的加入,在1100℃时,晶须直径的分布变窄,弯曲缺陷减少,在1150℃时晶须中颗粒沉积物明显减少。XRD分析表明,1100℃下制备的晶须为β-SiC晶须。此外,还进一步对晶须的生长机理和沉积物形貌变化的原因进行了分析。

关键词： 碳化硅晶须   长径比   CNT-SiCw复合涂层   CVD  

摘要： 以三氯甲基硅烷(CH3SiCl3,MTS)为先驱体原料,采用化学气相沉积法在C/C复合材料基体上原位生长碳化硅晶须(SiCw),制备CNT-SiCw抗氧化涂层,并在1 100℃、空气中对该氧化涂层进行10 h抗氧化实验,研究SiCw的制备工艺以及SiCw在C/C复合材料抗氧化涂层中的作用。结果表明:制备碳化硅晶须的最佳工艺为:温度1 100℃、常压、载气和稀释气体流量均为100 mL/min。在此工艺下,沉积时间为15 min时,能制备出高长径比、平均直径约100 nm的碳化硅晶须。有CNT-SiCw涂层C/C复合材料试样在空气中氧化后的质量损失率仅0.7%,没有涂层的试样的质量损失率约为15%。

关键词： 碳化硅晶须   合成   分层加料   直接加热  

摘要： 分层加料法用于直接加热合成碳化硅晶须,可改善炉料导电行为,满足晶须生长所需的温度梯度和空间,提高晶须产率,缩短反应时间。

关键词： 铝基复合材料   碳化硅晶须   切削力   试验研究  

摘要： 采用三种不同种类的刀具对碳化硅晶须增强铝基复合材料(SiCw/2024)进行车削试验,用Kistler三向测力系统检测切削力波形和三向切削分力Fc、Fp、Ff。试验结果表明,对增强相体积分数超过某一阈值(如17～18%)的碳化硅晶须增强铝基复合材料,用K类硬质合金(K10TiAlN)固定式刀具切削,会出现背吃刀抗力Fp、进给分力Ff大于主切削力Fc的现象,三者大小的关系为Fp>Ff>Fc,且随着SiCw含量的增高切削力差值越大;用硬质合金圆形自回转刀具切削,平均背吃刀抗力Fp减少(30～60)%;用PCD刀具切削,三向切削力都最小。

关键词： 碳化硅晶须   制备方法   应用现状  

摘要： 碳化硅晶须由于具有高强度、高硬度和优良的耐高温、抗蠕变及抗氧化性等优点因而备受关注。本文介绍了碳化硅晶须的生长机理、制备方法及其质量评价标准,总结了碳化硅晶须增韧的复合材料中其与基体复合的必要条件及其在复合材料增韧中的应用,并指出了其发展趋势。

关键词： 碳热还原   SiC晶须   合成温度   生长机理  

摘要： 以SiO2微粉为硅源,炭黑为碳源,氧化硼为催化剂,采用碳热还原法分别在1500℃、1550℃、1600℃制备了SiC晶须。通过扫描电镜,电子探针和透射电镜等分析手段,研究了合成温度对SiC晶须形貌的影响,探讨了晶须的生长机理。结果表明:当合成温度为1500℃时,所合成的SiC晶须形貌呈竹节状,选区电子衍射分析发现孪晶等面缺陷在晶须的生长方向上周期性出现;当合成温度在1550℃以上时,哑铃状晶须的数量会急剧增多,分析表明晶须表面包裹的串珠小球为β-SiC。在晶须的顶端发现催化剂熔球,由此推测生长机理为VLS机理,但当合成温度超过1550℃时,SiC会以VS生长机理沿径向沉积生成哑铃状晶须。

关键词： 环氧树脂   碳化硅晶须   导热性   复合材料  

摘要： 用共混复合-浇注成型法制备环氧树脂/碳化硅晶须(EP/SiCw)导热复合材料,研究了导热填料种类、形状、用量和表面处理对复合材料的导热性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,SiCw较SiCp更易改善材料的导热性能,热导率随SiCw用量的增加而增大,当SiCw体积分数为42 1%时,复合材料热导率为0.9611 W/(m·K);力学性能随SiCw用量的增加先增加后降低。表面处理有利于提高复合材料的导热性能和力学性能。SiCw的加入使环氧树脂的耐热性提高、T_g降低。

关键词： 聚苯乙烯   β-碳化硅晶须   纳米复合材料   表面改性  

摘要： 采用钛酸酯偶联剂(NDZ-105)对纳米β-碳化硅晶须(β-SiCw)进行表面改性处理,通过粉末共混-模压成型制备PS/SiCw纳米复合材料。探讨了SiCw用量和NDZ-105处理对复合材料力学、耐热性和介电性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能随SiCw用量的增加而提高,当SiCw的质量分数为3%时,综合力学性能最佳;表面改性有助于进一步提高材料的力学性能;热失重分析表明SiCw的加入使PS的耐热性提高;介电性能分析表明复合材料的介电常数随SiC用量的增加而增加。

关键词： 铝基复合材料   自转位刀具   刀具寿命   切削力  

摘要： 采用3种类型的刀具车削航天用碳化硅晶须增强铝基复合材料(SiCw/LD2),用Kistler三向测力仪测量三向切削分力Fc、Fp、Ff,用原子力显微镜AFM检测刀具刃口及已加工表面的微观形貌和轮廓。结果表明,与圆形固定式刀具相比,硬质合金自转位刀具表现出类似金刚石刀具的优异耐磨性,其使用寿命延长60多倍,刀具的切入与切出平稳,切削过程颤振小;已加工表面质量较好,呈现铝基体的灰白铝色,破碎的碳化硅晶须及孔洞较少,表面粗糙度值较小;其三向切削力Fc、Fp、Ff都有不同程度的降低,尤其是平均背吃刀抗力Fp减少了30%～60%。硬质合金自转位刀具是切削加工中、低体积分数航天用碳化硅晶须增强铝基复合材料低成本高性能的一类刀具。

关键词： 中温煤沥青   改性   对叔丁基苯甲醛   碳化硅晶须  

摘要： 炭素捣打料是一种重要的高炉用耐火材料,要求具有较高强度及导热系数。本论文以对叔丁基苯甲醛改性中温煤沥青,将其作为炭素捣打料的结合剂,并在炭素捣打料中加入含硅原料,使炭素捣打料中生成碳化硅晶须,进而提高炭素捣打料的性能。 本论文首先以亲电取代反应为基础,采用化学交联-减压蒸馏法,以中温煤沥青为原料,对叔丁基苯甲醛作改性剂,对甲苯磺酸作催化剂,分别在氩气气氛及减压环境下对中温煤沥青进行改性,并考察各种工艺条件对沥青的软化点、残炭率、喹啉不溶物、元素组成等的影响。结果表明,改性沥青性能受改性剂的加入量、反应温度、反应时间和真空度改性沥青性能影响较大。在改性剂加入量为20%、催化剂加入量为5%、反应温度180℃、反应压力20kPa下反应8h,制得了软化点最高为151.5℃,残炭率为75%的优质沥青。其次,研究改性中温沥青及焦油加入量对炭素捣打料性能的影响。结果表明,当沥青加入量为6%,焦油加入量为10%时,试样常温抗折强度及耐压强度较高,显气孔率较低,体积密度较低,性能较好。 最后,通过研究不同二氧化硅微粉加入量、催化剂及不同硅源对炭素捣打料性能的影响,结果表明,加入二氧化硅微粉后,试样在1350℃和1550℃热处理后炭素捣打料中可以生成碳化硅晶须,且在1550℃热处理后产率最大。炭素捣打料中加入催化剂硝酸镍后,在1350℃和1550℃热处理后的试样相比未加催化剂的试样碳化硅晶须的产率更高,但由于催化剂加入时带入了易挥发的乙醇导致试样气孔较多,强度较低,导热性能较差;与加入二氧化硅微粉试样相比,加入白炭黑不易生成碳化硅晶须,加入熔融石英和硅粉均可以生成碳化硅晶须,以加入硅粉时试样性能最佳。生成碳化硅晶须的试样导热性能较空白样有一定提高。