论文摘要
RBSC是由SiC和fSi（某些情况下还含有少量的fC）组成的复相陶瓷。由于Si的熔点不高，化学稳定性较差，RBSC陶瓷不能在超过Si熔点的温度下使用，材料的高温力学性能、耐腐蚀性能以及导电性等也不同程度地受到了影响。为改善这些性能，必须有效控制材料中fSi的含量和分布状态。本课题探索制备低fSi含量RBSC材料的可能性，探讨影响材料结构和性能的各因素及其规律，并总结材料显微结构和性能之间的关系。本文用干压成型法分别制备出了密度为3.17g/cm3和断裂强度为625MPa的高密度RBSC材料。讨论了各种工艺参数对素坯显微结构和材料烧结密度的影响。实验结果表明：平均孔径约为0.5μm且具有双峰孔径分布的坯体有利于渗硅的顺利进行；适当提高烧结温度有利于促进反应的彻底进行；对原料进行提纯处理有利于材料断裂强度的提高。研究发现，由于含氧量较高，过细SiC粉作为原料时难以制得高力学性能材料；并非RBSC陶瓷的密度越高材料强度越大，烧结密度为3.10g/cm3时，材料断裂强度最大。随着烧结密度的增加，RBSC陶瓷材料的断裂强度先增加后降低，在增加阶段，断裂强度与fSi体积含量近似呈线性关系；fSi越细小，分布越均匀，材料断裂强度越高；通常晶粒尺寸越小RBSC陶瓷材料断裂强度越高。RBSC陶瓷材料在常压下具有优良的抗氧化性能，fSi含量越低，抗氧化性能越好；fSi含量相同时，材料晶粒越大，抗氧化性能越好。RBSC陶瓷材料耐除HF外其它酸的腐蚀能力较强，但材料耐HF和强碱腐蚀能力较差；高密度材料耐化学腐蚀性能显著优于中等密度材料；含少量fC的高密度RBSC陶瓷材料耐腐蚀性能优于同等密度致密材料，在酸中尤其显著。RBSC陶瓷材料中fSi含量越高材料导电性越好，这可能与所用金属Si的纯度有关；材料晶粒越细小导电性越差。研究证实，降低RBSC陶瓷中fSi含量或提高其在基体中分布的均匀性，以及减少材料中的结构缺陷，均有利于改善材料的性能；高密度材料的腐蚀试验结果显示，通过提高材料密度的途径来改善RBSC陶瓷材料在Si熔点以上温度下的力学性能是不现实的。
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摘要Abstract第1章 前言1.1 反应烧结SiC基复相陶瓷材料的应用及研究现状1.1.1 反应烧结SiC基复相陶瓷材料的应用1.1.2 反应烧结SiC基复相陶瓷材料的制备原理1.1.3 RBSC基复相陶瓷材料的研究现状1.1.3.1 RBSC陶瓷材料1.1.3.2 硅合金RBSC材料1.1.3.3 金属增韧RBSC陶瓷材料1.1.3.4 纤维增韧RBSC基复合材料1.2 本课题的提出1.2.1 本课题研究的目的和意义1.2.2 主要研究内容和拟解决的关键问题1.3 本章小结第2章 实验与测试2.1 实验原料2.2 素坯的制备2.3 素坯性质测试与结构表征2.4 材料的烧成2.5 材料的加工2.6 材料各种性能的测试与评价2.6.1 断裂强度测试2.6.2 抗氧化性能测试2.6.3 耐化学腐蚀性能测试2.6.4 电性能测试2.7 材料显微结构的表征第3章 高密度与高性能RBSC陶瓷材料的制备3.1 高密度RBSC陶瓷材料的制备3.1.1 成型压力对素坯密度和烧结密度的影响3.1.2 素坯孔径分布与RBSC陶瓷材料的烧成3.1.3 高密度RBSC陶瓷材料的烧成3.2 高性能RBSC陶瓷材料的制备3.2.1 原料的提纯3.2.2 素坯碳密度的确定3.2.3 高性能RBSC陶瓷材料的烧成3.3 本章小结第4章 RBSC陶瓷材料的显微结构与性能4.1 材料的显微结构与力学性能4.1.1 陶瓷材料力学性能的理论分析4.1.2 原料尺寸与烧结体显微结构的关系4.1.3 材料断裂强度测试结果及分析4.1.3.1 断裂强度测试结果Si含量与分布状态对材料断裂强度的影响'>4.1.3.2 fSi含量与分布状态对材料断裂强度的影响C与气孔对材料断裂强度的影响'>4.1.3.3 fC与气孔对材料断裂强度的影响4.1.3.4 烧结体晶粒尺寸对材料断裂强度的影响4.2 材料的显微结构与抗氧化性能Si含量对材料抗氧化性能的影响'>4.2.1 fSi含量对材料抗氧化性能的影响4.2.2 晶粒尺寸与材料抗氧化性能的关系4.3 材料的显微结构与耐化学腐蚀性能4.3.1 RBSC陶瓷材料的耐化学腐蚀性能Si含量对材料耐化学腐蚀性能的影响'>4.3.2 fSi含量对材料耐化学腐蚀性能的影响4.3.3 高密度RBSC陶瓷材料的耐化学腐蚀性能4.4 RBSC陶瓷材料的显微结构与电性能Si含量的关系'>4.4.1 RBSC陶瓷材料电阻率与fSi含量的关系4.4.2 材料晶粒尺寸对其电阻率的影响4.5 本章小结第5章 结论与展望5.1 结论5.2 展望参考文献硕士期间发表的论文致谢
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