基于高分子網(wǎng)絡(luò)法熱壓燒結(jié)制備BN-SiC復(fù)相陶瓷材料的研究
本文關(guān)鍵詞:基于高分子網(wǎng)絡(luò)法熱壓燒結(jié)制備BN-SiC復(fù)相陶瓷材料的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:本論文以BN為基體相,SiC為第二相,通過三種不同的工藝方法合成三種BN-SiC復(fù)合粉體,并將獲得的BN-SiC復(fù)合粉體通過熱壓燒結(jié)方法制備出BN-SiC復(fù)合陶瓷,最后對其燒結(jié)致密性和致密化機理、力學(xué)性能以及顯微組織進行了理論分析,系統(tǒng)的研究了燒結(jié)溫度、保溫時間以及SiC含量對BN-SiC復(fù)合陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響,同時對BN-Si C復(fù)合陶瓷的強度分布規(guī)律進行了統(tǒng)計分析。本文在測量BN-SiC復(fù)合陶瓷的一系列性能時,利用了X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡和透射電鏡進行物相分析和顯微組織的觀察,利用阿基米德原理、三點彎曲法和維氏硬度測量儀來表征其致密性、抗彎強度和硬度特征。研究結(jié)果表明,對于由高分子網(wǎng)絡(luò)法制備的BN-SiC復(fù)合粉體燒結(jié)制備的陶瓷材料而言,當(dāng)燒結(jié)溫度為1750℃時,復(fù)合材料的相對密度、抗彎強度和硬度都達(dá)到最佳,分別為74.19%、69.02MPa和374.54MPa;當(dāng)保溫時間為120min時,BN-SiC復(fù)合陶瓷的致密化程度最好,為81.48%;抗彎強度和硬度也達(dá)到最好的效果,分別為:98.29MPa和423.81MPa;同時還發(fā)現(xiàn)通過不同方法制備的復(fù)合粉體經(jīng)熱壓燒結(jié)后會得到性能各異的復(fù)合陶瓷材料,在相同的工藝下(1750℃×120min,30MPa),由高分子網(wǎng)絡(luò)法制備的BN-SiC復(fù)合粉體燒結(jié)制備的陶瓷材料的燒結(jié)致密性和力學(xué)性能都好于由機械混合法和球磨混料法制備的BN-SiC復(fù)合陶瓷,最后探討了SiC含量對復(fù)合陶瓷燒結(jié)性能的影響,當(dāng)SiC含量為30%時,BN-SiC復(fù)合陶瓷的致密化程度最佳,相對密度為84.95%;同時其力學(xué)性能也表現(xiàn)出最好,抗彎強度和硬度分別為:132.23MPa和777.356MPa。本文的主要創(chuàng)新點是利用高分子網(wǎng)絡(luò)法制備的高活性復(fù)合粉體,降低燒結(jié)溫度和提高力學(xué)性能,為BN-SiC的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】:氮化硼 碳化硅 熱壓燒結(jié) 復(fù)合陶瓷
【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
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 緒論10-30
- 1.1 前言10-11
- 1.2 課題研究背景11-15
- 1.3 BN-SiC復(fù)合陶瓷的研究進展15-24
- 1.3.1 BN-SiC復(fù)合陶瓷的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用15-20
- 1.3.2 BN-SiC復(fù)合陶瓷的制備20-21
- 1.3.3 熱壓燒結(jié)制備BN-SiC復(fù)合陶瓷及性能分析21-24
- 1.4 熱壓燒結(jié)法24-27
- 1.4.1 熱壓燒結(jié)機理24-25
- 1.4.2 熱壓燒結(jié)制備復(fù)合陶瓷的影響因素25-27
- 1.5 主要研究內(nèi)容、目的及意義27-30
- 第2章 實驗原料、方法及實驗設(shè)備30-44
- 2.1 實驗原料30
- 2.2 實驗方法30-39
- 2.2.1 高分子網(wǎng)絡(luò)法制備BN-SiC粉體31-34
- 2.2.2 機械混合法制備BN-SiC復(fù)合陶瓷粉體34-35
- 2.2.3 球磨混料法制備BN-SiC復(fù)合粉體35-36
- 2.2.4 熱壓燒結(jié)BN-SiC復(fù)合陶瓷36-39
- 2.3 實驗儀器及設(shè)備39-40
- 2.4 復(fù)合陶瓷的物理性能及力學(xué)性能檢測40-42
- 2.4.1 復(fù)合陶瓷的密度40-41
- 2.4.2 抗彎強度測試41
- 2.4.3 維氏硬度41-42
- 2.5 復(fù)合陶瓷材料的成分分析及組織結(jié)構(gòu)42-44
- 2.5.1 X射線物相分析42-43
- 2.5.2 掃描電鏡(SEM)觀察及成分EDS能譜分析43
- 2.5.3 透射電子顯微鏡觀察43-44
- 第3章 BN-SiC復(fù)合陶瓷材料組織和力學(xué)性能的研究44-80
- 3.1 燒結(jié)溫度對BN-SiC復(fù)合陶瓷材料組織和性能的影響44-56
- 3.1.1 燒結(jié)溫度對物相組成的影響45-46
- 3.1.2 燒結(jié)溫度對致密度的影響46-49
- 3.1.3 燒結(jié)溫度對力學(xué)性能的影響49-50
- 3.1.4 顯微組織分析50-56
- 3.2 保溫時間對BN-SiC復(fù)合陶瓷材料組織和性能的影響56-65
- 3.2.1 保溫時間對密度的影響58-59
- 3.2.2 保溫時間對硬度和抗彎強度的影響59-60
- 3.2.3 保溫時間對微觀形貌的影響60-65
- 3.3 SiC含量對BN陶瓷材料組織和性能的影響65-78
- 3.3.1 SiC含量對致密度的影響66-67
- 3.3.2 SiC含量對力學(xué)性能的影響67-68
- 3.3.3 SiC含量對組織形貌的影響68-78
- 小結(jié)78-80
- 第4章 高分子網(wǎng)絡(luò)法對燒結(jié)性能的影響80-86
- 第5章 BN-SiC復(fù)合陶瓷斷裂強度統(tǒng)計分布86-92
- 第6章 結(jié)論92-94
- 參考文獻94-98
- 在學(xué)期間研究成果98-100
- 致謝100-101
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