發(fā)布時間：2024-02-21 21:38

　　微波燒結技術不但具有節(jié)能、高效等優(yōu)勢,其高頻電磁場還能引起某些材料特異性的產生,因此成為國內外學者研究的熱點。傳統(tǒng)工業(yè)上合成碳化硼晶體產率低,雜質多,能耗大,不符合資源節(jié)約、環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展理念,若利用碳材料自身介質損耗,結合微波燒結技術快速高效制備出碳化硼晶體,擴寬碳化硼復合材料的應用,將會對碳化硼行業(yè)產生極大的影響。本課題采用微波加熱方式,以廉價的煤粉和硼酸為原料,在無氣氛保護的條件下,利用2.45 GHz的TE666單頻微波燒結爐成功制備出了不同形貌的B₄C晶體,研究了加熱溫度、保溫時間和Na2CO3添加劑含量等條件對微波合成碳化硼粉體的影響,并分析了微波加熱過程中熱效應行為;同時,利用粉末冶金真空熱壓的方法制備出性能優(yōu)良的碳化硼鋁基復合材料,并對燒結溫度、保溫時間等工藝條件進行了探究,分析了燒結樣品的斷裂類型,揭示了B₄C、Al界面結合機理。結果表明:微波燒結能在較低的溫度下實現碳化硼有效、快速的合成,微波特殊的體積加熱能使生成的碳化硼依附于煤粉顆粒表面發(fā)生原位生長,在1600℃時會形成邊長小于150 nm、厚度約40 nm的碳化...

【文章頁數】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 碳化硼材料具有廣泛的應用價值
        1.1.1 碳化硼晶體結構與性能
        1.1.2 碳化硼粉體的制備方法
    1.2 微波燒結技術具有巨大的發(fā)展前景
        1.2.1 微波與材料作用機理
        1.2.2 微波燒結技術的研究現狀
    1.3 碳化硼鋁基復合材料具有極大的應用潛力
    1.4 選題意義與研究內容
        1.4.1 選題目的與意義
        1.4.2 主要研究內容
        1.4.3 創(chuàng)新點
2 實驗原料、主要設備及測試分析方法
    2.1 實驗原料
        2.1.1 實驗主要原料
        2.1.2 煤炭原料成分
    2.2 實驗主要設備
        2.2.1 實驗儀器
        2.2.2 微波加熱裝置
        2.2.3 保溫結構設計
        2.2.4 熱壓燒結裝置
    2.3 測試分析方法
        2.3.1 差熱、熱重綜合熱分析
        2.3.2 物相分析
        2.3.3 微觀形貌分析
        2.3.4 體積密度測試
        2.3.5 硬度測試
        2.3.6 抗彎強度測試
3 微波燒結制備碳化硼晶體
    3.1 原料制備與表征
        3.1.1 原料的制備
        3.1.2 原料的表征
    3.2 反應溫度對微波合成碳化硼晶體的影響
        3.2.1 物相分析
        3.2.2 形貌分析
    3.3 保溫時間對微波合成碳化硼晶體的影響
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 形貌分析
    3.4 添加Na₂CO₃助燒劑對微波合成碳化硼晶體的影響
        3.4.1 物相分析
        3.4.2 形貌分析
    3.5 微波燒結制備碳化硼晶體加熱行為的分析
4 碳化硼增強鋁基復合材料的工藝研究
    4.1 原料制備與表征
        4.1.1 原料的制備
        4.1.2 原料DSC-TG分析
    4.2 濕法球磨混料對碳化硼鋁基復合材料的影響
        4.2.1 顯微形貌及物相分析
        4.2.2 力學性能
    4.3 熱壓燒結溫度對碳化硼鋁基復合材料的影響
        4.3.1 力學性能
        4.3.2 顯微形貌及物相分析
    4.4 保溫時間對碳化硼鋁基復合材料的影響
        4.4.1 力學性能
        4.4.2 顯微形貌及物相分析
    4.5 碳化硼含量對碳化硼鋁基復合材料的影響
        4.5.1 力學性能
        4.5.2 顯微形貌及物相分析
    4.6 微波合成碳化硼晶須增強鋁基復合材料的嘗試
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
個人簡歷及碩士期間取得的成績
致謝



本文編號：3905933