碳化硅砖复合材料、反应烧结碳化硼的研究

我们回顾一下上一些见容我们学习了耐火材料在陶瓷方面的应用应注意的问题，接着再为大家讲解一些碳化硅砖的有关内容。      

    反应烧结碳化硅砖陶瓷材料具有优异的耐磨损、耐高温、抗热震、热膨胀系数小、抗氧化、热导率大和耐化学腐蚀等性能,广泛应用于化工、冶金、建材、国防等工业领域。虽然反应烧结碳化硅砖具有许多优点,但由于制品中较高的游离硅含量会增加制品的脆性,降低了制品的硬度。凝胶注模工艺是建立在传统陶瓷注浆成型技术和高分子化学理论的基础上的一种新的成型工艺,是通过有机单体聚合反应实现浆料的原位成型的净尺寸成型方法。凝胶注模工艺成型的坯体具有密度均匀、致密度高、强度大、可进行机械加工等特点。为了提高反应烧结碳化硅砖的力学性能,本课题以碳化硼颗粒为增强相,采用凝胶注模成型工艺制备反应烧结B_4C/SiC复合材料。通过对低粘度、高固相含量碳化硼/炭黑/碳化硅砖浆料的制备技术以及凝胶注模成型工艺参数的研究,制备出了结构均匀、致密度高的反应烧结碳化硼/碳化硅砖复合陶瓷,并对坯体和烧结试样的力学性能及微观结构进行了测试分析。我们深刻研究了碳化硼/炭黑/碳化硅砖料浆制备过程中不同碳化硅砖颗粒级配、碳化硼含量和碳化硼颗粒大小、球磨时间、料浆pH值、固相含量对料浆粘度的影响。制备出了固相含量高达55vol%,B_4C含量为20wt%流变性能够满足凝胶注模工艺要求的碳化硼/炭黑/碳化硅砖料浆。通过改变引发剂用量、环境温度以及缓凝剂用量可以控制聚合反应的诱导期,从而保证浇注过程的顺利进行,有利于制备均匀性好、致密度高的反应烧结B_4C/SiC陶瓷坯体。 通过对凝胶注模成型反应烧结碳化硼/碳化硅砖坯体及烧结试样的性能研究表明;坯体的线收缩率随固含量及碳化硼含量的增加而降低;弯曲强度随着固含量的增加而增大,当固含量为55vol%时强度达到24.3MPa。烧结体的密度随着碳化硼含量的增加而下降;试样的断裂韧性随碳化硼含量的增加而呈现先增加后减小的趋势。当碳化硼含量为10wt%时,断裂韧性达到最大值5.07MPa•m~(1/2);烧结体的硬度随着碳化硼含量的增加而增加,当碳化硼含量达20wt%时,硬度达到94.5HRA。 坯体和烧结试样的显微结构分析发现,凝胶注模坯体颗粒堆积致密,均匀分散,烧结试样的显微结构均匀致密,具有良好的微观性能。对烧结体的X射线衍射分析说明,烧结体的晶相组成为α-SiC、Si、β-SiC和B_4C未发现没有参加反应的碳。

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