發(fā)布時間：2017-12-13 10:26

  本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)法無壓燒結(jié)BN-SiC復(fù)相陶瓷的組織與性能研究

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【摘要】：氮化硼陶瓷材料擁有耐高溫、抗腐蝕等良好的特性,由于相鄰原子層之間僅靠微小的范德華力連接,所以氮化硼陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)通常呈現(xiàn)片層狀,容易剝離,這種層狀結(jié)構(gòu)及共價鍵的存在使氮化硼陶瓷很難致密,所以通常需要較高的燒結(jié)溫度。為降低燒結(jié)溫度,本文通過添加液相,采用無壓液相燒結(jié)方式制備出BN-SiC復(fù)相陶瓷,并研究了燒結(jié)溫度、保溫時間、燒結(jié)助劑含量和第二相碳化硅含量對BN-SiC復(fù)相陶瓷的燒結(jié)性能、力學(xué)性能和顯微組織的影響,另外還對比研究了機(jī)械混合法和網(wǎng)絡(luò)法這兩種方法對氮化硼基復(fù)相陶瓷BN-SiC的燒結(jié)性能、力學(xué)性能和顯微組織的影響。實驗研究表明,采用網(wǎng)絡(luò)法制備的BN-SiC復(fù)相陶瓷粉體經(jīng)200MPa冷等靜壓成型后,在保溫時間(30min)一定條件下,分別在1650℃、1700℃、1750℃、1800℃和1850℃下燒結(jié),得出最佳燒結(jié)溫度為1700℃;為確定最佳保溫時間,在燒結(jié)溫度(1700℃)一定條件下研究了保溫時間(10min、30min、60min、90min)對BN-SiC復(fù)相陶瓷材料燒結(jié)性能的影響,結(jié)果表明最佳保溫時間為30min,此時獲得陶瓷樣品的密度和抗彎強(qiáng)度最高,即69.55%和59MPa。為了獲得高致密及高性能的BN-SiC復(fù)相陶瓷,本實驗添加一定配比Al2O3和Y2O3混合物作為燒結(jié)助劑來降低燒結(jié)溫度。當(dāng)燒結(jié)助劑添加含量低于8 wt%時,陶瓷制品的致密性和抗彎強(qiáng)度隨添加含量的增加而提高,加入質(zhì)量百分比為8 wt%的燒結(jié)助劑時兩者均獲得最大值;當(dāng)燒結(jié)助劑添加量高于8 wt%,隨添加量升高BN-SiC復(fù)相陶瓷的致密性和抗彎強(qiáng)度逐漸降低,最佳添加含量為8wt%。此外,在上述最佳工藝條件下,即燒結(jié)溫度、保溫時間和燒結(jié)助劑含量分別為1700℃、30min及8wt%,制備BN-SiC陶瓷材料并研究了第二相SiC對其燒結(jié)性能的影響,結(jié)果表明,當(dāng)?shù)诙郤iC添加含量為30wt%時,燒結(jié)性能最好,相對密度、抗彎強(qiáng)度以及硬度分別為74%、74MPa、635MPa。本文還對比了機(jī)械混合法和網(wǎng)絡(luò)法對氮化硼基復(fù)相陶瓷的燒結(jié)性能、力學(xué)性能和顯微組織的影響。研究表明,網(wǎng)絡(luò)法粉體與機(jī)械混合法粉體的燒結(jié)致密化程度隨燒結(jié)溫度的變化基本一致,但是不論燒結(jié)溫度如何變化,前者的燒結(jié)致密化程度要遠(yuǎn)高于后者,即網(wǎng)絡(luò)法粉體的燒結(jié)性能要好于機(jī)械混合法粉體。以網(wǎng)絡(luò)法粉體為原料的BN-SiC陶瓷制品的晶粒細(xì)小,分布均勻,接觸緊密;而以機(jī)械混合法粉體為原料的BN-SiC陶瓷制品的晶粒粗大,團(tuán)聚嚴(yán)重,晶粒之間孔隙較大。
【學(xué)位授予單位】：沈陽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.758.22

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本文編號：1284819