关键词： 碳化硅晶须   正硅酸乙酯   水解-聚合   溶胶-凝胶  

摘要： 为了制备直晶率高，光洁度好，长径比均匀，强度大的碳化硅晶须，以正硅酸乙酯（TEOS）和蔗糖为原料，无水乙醇为溶剂，pH为1～2的HCl为催化剂，采用溶胶-凝胶法制备碳化硅晶须，重点考察了TEOS溶胶凝胶行为即HCl的引入方式（直接滴加法和水溶液法）、水解温度（20、40和60℃）、搅拌时间（15、30、45和60min）对合成碳化硅晶须的影响。结果表明：pH为1～2的盐酸以水溶液的形式加入正硅酸乙酯中，在40℃恒温水浴锅中搅拌30min，可使正硅酸乙酯充分水解缩聚；在氩气气氛下1500oC煅烧1h制得的β—SiCw量最多，表面光洁，直径在60～100nm，直晶率高，且长径比均匀。

关键词： 碳化硅晶须   正硅酸乙酯   氨水   溶胶-凝胶法   影响因素  

摘要： 以正硅酸乙酯为硅源,蔗糖为碳源,无水乙醇做溶剂,采用溶胶-凝胶法合成碳化硅晶须,对煅烧后试样进行XRD物相分析、SEM微观形貌分析,研究了TEOS水解催化剂氨水的引入方式、水解温度、水解时搅拌时间对合成碳化硅晶须的影响。结果表明：向正硅酸乙酯中加入pH=9-10的氨水溶液,在40℃恒温水浴锅中搅拌60 min,可使正硅酸乙酯充分水解缩聚并形成高度分散的稳定溶胶,利用正硅酸乙酯水解缩聚生成的SiO2与蔗糖水解产物制得的凝胶粉末制成样片在Ar气氛下1500℃煅烧1 h制得的β-SiCw量最多,表面光洁,直径在100-200 nm之间,直晶率高,且长径比均匀。

关键词： 铜基复合材料   碳化硅晶须   晶须增韧   高强度   碳化硼   制备方法   金属复合材料   基体材料  

摘要： 本发明属于有色金属复合材料领域,尤其是一种采用纳米碳化硼-碳化硅晶须来增韧高强度铜基复合材料的方法.原位生成碳化硼-碳化硅晶须增韧高强度铜基复合材料粉末由高强度铜基复合基体材料粉末和纳米碳化硼-碳化硅晶须粉末组成。

关键词： 氧化铝–碳化硅–碳耐火材料   柱状莫来石   碳化硅晶须  

摘要： 以煅烧铝矾土、棕刚玉、板状刚玉、鳞片石墨、碳化硅粉为原料,单质Si粉为添加剂,酚醛树脂为结合剂,制备出Al_2O_3–Si C–C耐火材料。研究了不同热处理温度对材料显微结构及性能的影响。结果表明:在埋碳条件下,1 000℃烧成后样品中有柱状莫来石物相生成;1 400℃烧成后柱状莫来石长径比增大,同时还有Si C晶须生成。热处理温度从1 000℃升高到1 400℃时,样品显气孔率和常温耐压强度变化不明显,但常温抗折强度提高54.73%,达到8.17 MPa,载荷位移量增大近20%。3次热震后残余耐压强度保持率从54.36%(200℃烧成后)提高到89.10%(1 400℃烧成后)。原位生成的Si C晶须和发育良好的柱状莫来石显著提高了样品常温抗折强度、断裂韧性和抗热震性。

关键词： 表面微结构   碳化硅晶须   电子发射性能   微波脉宽  

摘要： 爆炸发射阴极已广泛应用于高功率微波源,但常规场致爆炸发射阴极存在使用寿命短或电子发射不均匀的问题,改善阴极材料是解决这一问题的有效途径.本文将碳化硅晶须掺杂到石墨中制备得到阴极,从二极管电流波形上升沿和输出微波脉宽产生的变化着手,分析了碳化硅晶须掺杂石墨阴极表面材料成分和微观形貌对其电子发射性能的影响机理.研究发现,碳化硅晶须的存在,不仅有利于阴极场发射的快速启动、发射微点数目增多,还有利于降低等离子体膨胀速度、抑制脉冲缩短现象,使得输出微波脉宽增大.随着脉冲发射数量增多,碳化硅晶须掺杂石墨阴极表面被等离子体不断"抛光",微凸起形状因子减小、均匀性提高,场发射启动速度减慢,但输出微波脉宽增大.

关键词： 等离子喷涂   碳化硅晶须   Al2O3-SiC复合涂层   孔隙率   硬度  

摘要： 采用大气等离子喷涂方法制备了不同SiC晶须含量的Al_2O_3-SiC复合涂层,研究了晶须含量对涂层的微观结构、硬度和弹性模量等的影响。结果表明:随着喷涂粉末中SiC晶须的含量增大,Al_2O_3-SiC复合涂层的孔隙率增加,而涂层的显微硬度降低。随着与涂层/基体结合面距离的增加,涂层的显微硬度呈现先增加后降低的趋势。纳米压痕的测试表明,随压痕深度增加,涂层的弹性模量先增大后降低,最后趋于稳定。在现有的研究范围内,SiC晶须含量为10%的复合涂层的韧性优于5%和15%的复合涂层。

关键词： 拟薄水铝石   碳化硅晶须   陶瓷托槽   ZTA  

摘要： 目的利用拟薄水铝石凝胶成型法,将碳化硅晶须(SiCw)添加到氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷中,制备出一种新型陶瓷托槽材料,即“SiCw增强ZTA”陶瓷基复合材料,并通过检测陶瓷材料的抗弯强度、吸水率、晶相组成和显微形貌,探讨新型成型工艺、SiCw和二氧化锆(ZrO)对陶瓷托槽材料机械性能的影响,为陶瓷托槽增韧方法的研究以及临床应用提供实验依据。方法本实验以拟薄水铝石作为粘结剂,利用其遇酸凝胶的特性,以硝酸为胶溶剂,柠檬酸三胺为分散剂,将ZrO和Al2O3陶瓷颗粒填充于拟薄水铝石溶胶所形成的双电层网络支架中,制备出均匀而稳定的陶瓷浆料,于35℃保温12h,继续升温到60℃保温24h环境下干燥成坯,经烧结后形成ZTA陶瓷托槽材料。在此制备工艺的基础上,将固含量,烧结温度,烧结保温时间和ZrO的加入量作为四个影响因素,并将每个因素分成三个水平,根据正交试验的原理,制定四因素三水平表,以抗弯强度为参考指标,确定四个因素对陶瓷材料性能的影响程度,并确定最佳制备工艺。按照此制备方法,将SiCw分别按照3%、5%、7%、10%和15%的比例混入陶瓷粉中,制备出SiCw增强ZTA陶瓷托槽材料,通过检测材料的抗弯强度、吸水性确定SiCw含量对材料性能的影响,并根据物相分析和显微结构观察,讨论其增韧原理。结果1 p H值在3-4之间时,拟薄水铝石可完全发生溶胶,并且从溶胶到彻底凝胶化的时间为3h。采用拟薄水铝石凝胶法制备陶瓷浆料,不但能够让陶瓷颗粒稳固嵌插在双电子层中,还能够保证在浆料凝胶前有足够的操作时间将陶瓷颗粒充分混合均匀并倒入培养皿中。2正交试验结果显示,陶瓷制备过程中四个因素的影响程度为:ZrO的含量>烧结温度>保温时间>固含量。最终确定的最佳制备工艺为:45%的固含量时,添加30%的ZrO颗粒,经1570℃,保温5h环境下烧结,所制备的ZTA陶瓷托槽材料的抗弯强度为304.7142 MPa,吸水率为0.049%。3在前期实验的基础上,将不同比例的SiCw加入到陶瓷粉中,制备SiCw增强ZTA陶瓷托槽材料,测量结果是,当SiCw加入比例为5%时,所制备的陶瓷材料的抗弯强度最佳,达354.9875MPa,相比ZTA陶瓷材料有增韧作用。结论1拟薄水铝石凝胶法成型工艺可成功制备出“SiCw增强ZTA”陶瓷托槽材料。2在固含量为45%,ZrO含量为30%,烧结温度为1570℃保温5h的制备工艺条件下,添加SiCw可有效提高陶瓷托槽材料的抗弯强度(达354.99MPa),降低材料脆性,有利于临床的应用。3以此成型工艺制备陶瓷托槽材料,不但操作简单,价格低廉,还能更好的发挥ZrO和SiCw的增韧作用,增加陶瓷体的致密度,提高陶瓷托槽材料的抗弯强度。

关键词： 反应烧结   碳化硅   氮化硅   碳化硅晶须   短切碳纤维   短切碳化硅纤维   复合材料   弯曲强度  

摘要： 纤维增强陶瓷基复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐辐射等优异性能,在航空航天、国防军工、核能等领域拥有广阔的应用前景。目前主要采用连续纤维作为陶瓷基复合材料的增强体,但较高的制备成本和较长的制备周期制约着连续纤维增强陶瓷基复合材料的广泛应用。本文基于晶须及短切纤维较为廉价的成本,采用反应烧结法制备了晶须及短切纤维增强SiC-SiN基复合材料,对晶须及短切纤维增强SiC-SiN基复合材料的制备工艺进行研究。采用碳化硅晶须为增强体,通过固相球磨、温压成型、裂解炭化及反应烧结工艺制备了碳化硅晶须增强SiC-SiN基复合材料。研究了冷等静压压力、烧结助剂含量、酚醛树脂含量和碳化硅晶须含量对复合材料结构与性能的影响。结果表明:冷等静压压力从0增加200MPa时,复合材料弯曲强度不断增大;采用YO和AlO作为烧结助剂时会促进陶瓷烧结,其含量从0增加到12wt.%时,复合材料的密度不断增大,弯曲强度先增大后减小;酚醛树脂含量从10wt.%增加到25wt.%,复合材料密度和弯曲强度不断减小;碳化硅晶须含量从0增加到26wt.%,复合材料弯曲强度和密度先增大后减小。采用叠层法制备了短切玄武岩纤维及短切碳纤维增强SiC-SiN基复合材料。短切玄武岩纤维增强SiC-SiN基复合材料在1450℃烧结时,玄武岩纤维熔化分解,起不到增强效果;短切碳纤维在短切碳纤维增强SiC-SiN基复合材料内按层状分布且分散均匀。以短切碳纤维为增强体,采用固相球磨、温压成型、裂解炭化及反应烧结工艺制备了短切碳纤维增强SiC-SiN基复合材料。研究了短切碳纤维含量和烧结温度对复合材料结构与性能的影响。短切碳纤维含量从0增加12wt.%时,复合材料弯曲强度和密度先增大后减小,短切碳纤维在烧结过程中会与Si反应生成SiC,纤维增强效果减弱;烧结温度从1450℃增加到1600℃时,复合材料弯曲强度和密度先增大后减小,烧结温度的升高会促进陶瓷基体的烧结。采用短切氮化硼纤维为增强体,通过固相球磨、温压成型、裂解炭化及反应烧结工艺制备了短切氮化硼纤维增强SiC-SiN基复合材料。研究了短切氮化硼纤维含量对复合材料结构与性能的影响。短切氮化硼纤维分散性优于短切碳纤维,短切氮化硼纤维含量从0增加12wt.%时,复合材料弯曲强度和密度先增大后减小。以短切碳化硅纤维为增强体,采用固相球磨、温压成型、裂解炭化及反应烧结工艺制备了短切碳化硅纤维增强SiC-SiN基复合材料。研究了短切碳化硅纤维含量和烧结温度对复合材料结构与性能的影响。短切碳化硅纤维含量从0增加12wt.%时,复合材料弯曲强度和密度先增大后减小。当短切碳化硅纤维含量为3wt.%时,复合材料有较高的力学性能,弯曲强度、孔隙率和密度分别为:120.45MPa、12.98%和2.231g/cm;烧结温度从1450℃增加到1600℃时,复合材料弯曲强度和密度先减小后增大。短切碳化硅纤维会随着烧结温度的升高而逐渐分解,增强效果不断减弱。短切纤维的添加有利于提高陶瓷的硬度和热导率。短切碳化硅纤维增强SiC-SiN基复合材料硬度为50HRB,高于未添加纤维时的32HRB。短切氮化硼纤维增强SiC-SiN基复合材料热导率为8.145W/(m·k),高于未添加纤维时的3.021W/(m·k)。

关键词： SiC   粘度   分散   流延  

摘要： 通过分析浆料分散性和粘度等因素,研究分散剂和粘结剂等对碳化硅晶须浆料流变行为的影响,确定合适的浆料制备工艺参数。结果表明:选择合适剂量的分散剂(2 wt%)能够有效减弱晶须之间的吸引力,减少晶须团簇,提高晶须分散性。同时选择3 wt%的粘结剂能够得到粘度适宜的浆料。优化工艺参数,最终获得分散性及稳定性较好且适于流延的晶须浆料。

关键词： 加成型   导热灌封胶   氧化铝   碳化硅粉末   碳化硅晶须   碳纳米管  

摘要： 随着科学技术和电子工业的快速发展,电子元器件趋于越来越小,元器件的散热问题将影响仪器的使用寿命和性能的稳定性。因此,导热高分子复合材料的研究引起了人们的重视。而高分子材料本身的导热性较差,通过改变分子结构提高高分子复合材料的导热性难度较大、成本较高。目前,国内外提高高分子材料的导热性主要是通过填充改性,添加高导热的无机填料以提高高分子材料的导热性能。电子灌封胶有仅具有良好的散热性,还能起防潮、防尘和防震的作用,因此灌封胶在电子行业中得到广泛应用。在本课题的研究过程中,以端乙烯基硅油为基胶,含氢硅油为交联剂,铂配合物为催化剂,分别以SiC、Al2O3、SiCw、CNT为导热填料,从填料添加量、填料粒度复配、添加纤维状高导热填料等出发来提高灌封胶的导热性能,制备了加成型液体导热灌封胶复合材料,通过对材料热导率、黏度、扫描电镜、体积电阻率、介电常数、热稳定性、力学性能,对其导热性能、在基体中的分散性、电绝缘性能、力学性能以及热稳定性能等进行了测试表征和分析。研究结果发现:当以SiC、Al2O3颗粒为添加填料时,随着SiC、Al2O3用量的增大,灌封胶的热导率均增大。SiC添加量为33.3vol.%时,灌封胶的导热率为0.771 W/（m·k）,比纯灌封胶提高370%;Al2O3添加量为33.3vol.%时,灌封胶的导热率为0.750W/（m·k）,比纯灌封胶提高了357%。SiC在提高灌封胶复合材料热导率方面效果较Al2O3好。同时,体系介电常数有所增加、体积电阻率减小;SiC、Al2O3的加入能改善材料的热稳定性和力学性能;填料的加入使灌封胶黏度上升,当填料超过33.3 vol.%时,灌封胶流动性较差。对比不同粒径SiC对灌封胶复合材料的热导率的影响,结果发现,在添加量相当的情况下,大粒径粒子填充灌封胶的热导率高于小粒径填充灌封胶的热导率。随着填料添加量的增加,灌封胶复合材料的黏度增加,且增长速率随着添加量的增加而增加,且SiC粒径越小对灌封胶黏度影响越大。灌封胶复合材料的拉伸强度和硬度呈增加的趋势,断裂伸长率则逐步降低。在相同的含量下,填料粒径越小,所制得灌封胶复合材料的拉伸强度越大,断裂伸长率越高。15μm与30μmSiC以不同比例混合填充时,灌封胶复合材料的热导率和力学性能均比单一填料高。讨论SiCw、CNT对有机硅灌封胶导热性能的影响,当SiCw用量为填料总量的12Vol.%时,灌封胶的热导率从0.473W/（m·K）提高到0.577W/（m·K）,提高了22%;当CNT添加量为0.38 Vol.%时,灌封胶热导率为0.525W/（m·K）,比未加碳纳米管时提高了10%。从SEM图中可以看出二者在基体中均分散较均匀,力学性能都比未添加时有较大提高,另一方面,CNT是电的良好导体,因添加量不高,使得有机硅灌封胶复合材料的体积电阻率虽下降,但复合材料的绝缘性能仍较好。灌封胶复合材料的热稳定性能优于纯的硅橡胶的热稳定性,且随着填料填充体积分数的增加,复合材料的热稳定性能也越好。