Li<,2>O-ZnO-Al<,2>O<,3>-SiO<,2>微晶玻璃结合SiC复合材料的研究
碳化硅陶瓷是一种高性能的结构陶瓷，具有高硬度、高强度、高耐磨、耐高温、耐化学腐蚀、高热导率、低热膨胀等性能，广泛用于各个工业领域。但是由于碳化硅的共价键成分很高，所以难以通过普通烧结来得到致密的烧结体。在目前的工业生产和研究中，一般采用反应烧结、热压烧结、高温等静压烧结，重结晶等方法来制备碳化硅陶瓷。这些制备方法有一个共同点就是烧成温度高，而且对实验设备和气氛的要求也较为苛刻。
本实验初步研究了常压低温快速烧结碳化硅陶瓷的工艺原理和工艺过程，辅以微晶玻璃熔块的加入，希望通过液相烧结找到一种低温烧结的途径，并使材料达到良好的使用要求。
本论文就碳化硅陶瓷及其复合材料的制备方法作了较为系统和详尽的概括。根据碳化硅自身的特性，结合实验目的以及相图，选取Li<,2>O-ZnO-Al<,2>O<,3>-SiO<,2>微晶玻璃作为碳化硅的结合剂，通过常压低温快速烧结制备出了微晶玻璃结合碳化硅复合材料。
实验首先通过水淬法制备出了微晶玻璃熔块，并且通过DTA、XRD、SEM等测试方法对熔块的性能做了分析，制备出了与碳化硅热膨胀系数相匹配的微晶玻璃。然后通过正交实验研究了压力、烧成温度、烧成保温时间、熔块配比几个制备工艺因素对复合材料开口气孔率以及产生黑心的影响力的大小，经过直观分析和方差分析，最终发现影响材料开口气孔率和致密度的最大因素是压力，其次才‘是烧成温度等工艺因素；并发现制备工艺如果控制不当就会使材料产生黑心起泡的现象，得到废品。优化实验进一步论证了通过增大压力并且在低温下制备较为致密的材料是可行的，测试的结果也说明基本实现了意图，得到了较为致密的材料，微晶玻璃内部析出了大量尺寸在1～5μm的β-锂辉石晶体。对于各工艺因素对材料开口气孔率和物相的影响规律及机理，本文也通过实验做了细致的分析，确定了最优的制备工艺。
最后将最优化工艺下制备出的样品做了弯曲强度、冲击韧性和耐磨性的测试。
微晶玻璃;碳化硅陶瓷;陶瓷及其复合材料;优化实验;制备工艺;烧成温度;工艺因素;低温快速烧结;气孔率;致密;制备方法;玻璃熔块;碳化硅复合材料;高温等静压烧结;压力;性能;测试;热膨胀系数;耐化学腐蚀;优化工艺
华南理工大学
硕士
材料学
周曦亚
2007
中文
TQ174.652;TB332
72
2008-01-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）