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碳化硅陶瓷作为少数几种适合用作高温结构零部件的候选材料之一,近年来,在高温、热冲击、腐蚀性等恶劣环境中显示出其独有的优越性,并逐渐开始受到人们的重视。无压烧结工艺不但可以制备复杂形状和大尺寸的碳化硅部件,具有成本低,烧成体性能好等优点,而且相对容易实现工业化,因而成为碳化硅陶瓷实用化的关键技术。无压烧结技术包括固相烧结和液相烧结两种途径,本文对这两种工艺均进行了研究,并重点倾向于前者。通过对碳化硅粉体进行超微化、酸洗及提纯除杂技术、喷雾造粒等技术来获得高质量的碳化硅粉体。并通过优化成份配方、优化烧结工艺等措施,达到提高制品性能的目的。论文的研究内容及成果介绍如下:采用流化床对撞式气流粉碎超微化处理SiC粉体,研究表明:分级轮频率愈高,工作压力愈大,超微化处理效果愈明显。适宜的工艺参数为研磨压力0.7MPa,分级轮频率40Hz,1次研磨。在此条件下碳化硅粉体颗粒状态主要以片状、小块状存在,且颗粒分布均匀。超微化处理后的碳化硅粉体降低了坯体的烧结温度,提高了制品的烧结性能,获得了较为理想的显微结构和力学性能。采用混合酸洗进行碳化硅粉体的酸洗提纯处理,适宜的酸洗提纯工艺条件为:酸洗液组成(HF:HNO3)1:1,酸洗液浓度0.1mol/L,酸洗时间2h。在此条件下,获得了杂质含量较低,纯度较高的碳化硅粉体材料。采用压力式喷雾造粒设备进行碳化硅粉体的喷雾造粒处理,有效改善了碳化硅粉料的流动性。同未经喷雾造粒的粉料相比,喷雾造粒碳化硅粉料的松装密度提高了30%-50%,休止角降低10°—15°,素坯密度最高,显微组织表明素坯断面更为均匀。研究表明,合理的喷雾造粒工艺为:固相含量为70%、粘合剂含量为0.5%、热风进口温度为320℃、出口温度为90℃。采用真空无压烧结进行碳化硅复合粉体的致密化烧结处理。无压烧结碳化硅(SiC)材料的最佳成分为2%C+1.0%B+97.0%SiC,最佳真空烧结工艺为2150℃×2h。在此条件下材料获得了良好的性能:弯曲强度470Mpa,断裂韧度5.06 MPa.m,密度3.12g/cm3。