碳氮化硅(Si CN)材料是一種具有高硬度、抗腐蝕等優(yōu)異性能的非氧化物陶瓷材料。聚合物前驅(qū)體法制備的SiCN材料為亞穩(wěn)態(tài),其在高溫工作環(huán)境中會分解為SiC和Si3N4,需要引入其他元素以提高SiCN材料的高溫穩(wěn)定性和抗氧化性等性能。本論文選用硼元素和鈦元素作為引入元素,利用碳氮化法合成Si-B-C-N和Si-Ti-C-N復(fù)合陶瓷粉末。借助X射線衍射、X射線光電子能譜、紅外光譜、拉曼光譜、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等測試與表征方法,研究合成產(chǎn)物的物相組成、化學(xué)鍵組成和顯微結(jié)構(gòu),利用熱重-差熱分析產(chǎn)物的氧化增重。分別探討了合成溫度和原料的元素配比對合成Si-B-C-N和Si-Ti-C-N復(fù)合陶瓷粉末的影響。研究表明:以淀粉、硅粉和碳化硼為原料,在流動氮氣中高溫反應(yīng)合成Si-B-C-N粉末,其主要物相為α/β-SiC、SiCN和BN(C)。價鍵分析顯示:各原料發(fā)生了一系列反應(yīng),合成產(chǎn)物中除了Si-C和B-N鍵外,還含有特征鍵C-N和B-C-N。過高的合成溫度導(dǎo)致C-N鍵含量的降低,1550oC是最適宜的合成溫度。合成的Si-B-C-N粉體為BN(C)相均勻分布在納米SiC/SiCN晶界的...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 Si-X-C-N材料的結(jié)構(gòu)與組成
        1.2.1 SiCN材料的結(jié)構(gòu)與組成
        1.2.2 TiCN材料的結(jié)構(gòu)與組成
        1.2.3 Si-B-C-N材料的結(jié)構(gòu)與組成
        1.2.4 Si-Ti-C-N材料的結(jié)構(gòu)與組成
    1.3 Si-X-C-N材料制備方法
        1.3.1 聚合物前驅(qū)體熱解法
        1.3.2 機械合金化法
        1.3.3 薄膜和涂層材料的制備方法
        1.3.4 碳氮化法
    1.4 Si-X-C-N材料的性能和應(yīng)用
        1.4.1 三元碳氮化物材料的性能
        1.4.2 Si-B-C-N材料的性能
    1.5 論文的研究內(nèi)容
第2章 實驗過程及分析方法
    2.1 原料與實驗設(shè)備
    2.2 實驗過程
    2.3 表征儀器
第3章 碳氮化法合成Si-B-C-N復(fù)合陶瓷粉末
    3.1 合成溫度對制備Si-B-C-N復(fù)合陶瓷粉末的影響
        3.1.1 合成溫度對合成產(chǎn)物物相組成的影響
        3.1.2 合成溫度對合成產(chǎn)物化學(xué)鍵組成的影響
        3.1.3 合成溫度對合成產(chǎn)物顯微結(jié)構(gòu)的影響
        3.1.4 不同溫度合成產(chǎn)物的抗氧化性
    3.2 硅硼元素配比對合成Si-B-C-N復(fù)合陶瓷粉末的影響
        3.2.1 硅硼元素配比對合成產(chǎn)物物相組成的影響
        3.2.2 硅硼元素配比對合成產(chǎn)物化學(xué)鍵組成的影響
        3.2.3 硅硼元素配比對合成產(chǎn)物顯微結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.4 不同硅硼元素配比合成產(chǎn)物的抗氧化性
    3.3 碳元素含量對合成Si-B-C-N復(fù)合陶瓷粉末的影響
        3.3.1 碳元素含量對Si-B-C-N復(fù)合陶瓷粉末物相組成的影響
        3.3.2 碳元素含量對Si-B-C-N復(fù)合陶瓷粉末化學(xué)鍵組成的影響
        3.3.3 碳元素含量對Si-B-C-N復(fù)合陶瓷粉末顯微結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.4 不同碳元素含量合成產(chǎn)物的抗氧化性
    3.4 小結(jié)
第4章 碳氮化法合成Si-Ti-C-N復(fù)合陶瓷粉末
    4.1 合成溫度對合成TiCN粉末的影響
        4.1.1 合成溫度對合成產(chǎn)物物相組成的影響
        4.1.2 合成溫度對合成產(chǎn)物化學(xué)鍵組成的影響
        4.1.3 合成產(chǎn)物的顯微結(jié)構(gòu)
        4.1.4 不同溫度合成產(chǎn)物的抗氧化性
    4.2 合成溫度對合成Si-Ti-C-N復(fù)合陶瓷粉末的影響
        4.2.1 合成溫度對合成產(chǎn)物物相組成的影響
        4.2.2 合成溫度對合成產(chǎn)物化學(xué)鍵組成的影響
        4.2.3 Si-Ti-C-N復(fù)合陶瓷粉末的顯微結(jié)構(gòu)
    4.3 鈦硅元素配比對合成Si-Ti-C-N復(fù)合陶瓷粉末的影響
        4.3.1 鈦硅元素配比對合成產(chǎn)物物相的影響
        4.3.2 不同鈦硅元素配比合成產(chǎn)物的抗氧化性
    4.4 小結(jié)
第5章 總結(jié)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3751227