制备工艺对热压烧结SiC/SiC复合材料结构与性能的影响

无机材料学报

制备工艺对热压烧结SiC/SiC复合材料结构与性能的影响

董绍明¹; 丁玉生¹; 江东亮¹; 香山晃²

1. 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050; 2. 京都大学先进能源研究所 ; 日本京都 611-0011

收稿日期:2004-07-07 修回日期:2004-09-01 出版日期:2005-07-20 网络出版日期:2005-07-20

Effects of Preparation Conditions on the Microstructure and Properties of Hot Pressed SiC/SiC Composites

DONG Shao-Ming¹; DING Yu-Sheng¹; JIANG Dong-Liang¹; KOHYAMA Akira²

1.Shanghai Institute of Ceramics; Chinese Academy of Sciences; Shanghai 200050; China; 2. IAE; Kyoto University; Japan

Received:2004-07-07 Revised:2004-09-01 Published:2005-07-20 Online:2005-07-20

摘要/Abstract

摘要： 采用纳米SiC和亚微米SiC粉料作为基体形成原料,通过热压烧结技术制备了SiC/SiC 复合材料.研究了粉料颗粒、烧结温度、烧结压力对复合材料显微结构和各种性能的影响.结果显示,采用纳米碳化硅粉体可有效降低烧结温度,促进复合材料的致密化过程,在1780℃、20MPa条件下可获得性能优良的复合材料.而采用亚微米SiC粉体,复合材料的致密化过程需要较高的温度,但随着密度的增加,基体与纤维之间的作用力增强,不利于性能的提高.

关键词: SiC/SiC复合材料, 热压烧结, 纳米SiC, 亚微米SiC

Abstract: SiC/SiC composites were prepared by hot pressing using nano-SiC and sub-micrometer SiC powders for matrix formation. The effects of preparation conditions, such as particle size, sintering temperature and sintering pressure, on the microstructural evolution and mechanical properties were characterized. The composite using nano-SiC for matrix formation could promote densification at a relatively lower temperature. At 1780℃, 20MPa, a high performance composite, N-SiC/SiC, could be obtained. While using sub-micrometer SiC for matrix formation, fiber and matrix interaction was enhanced with the increasing of eityer sintering temperature or pressure, which would disbenifit for the performances of the composite.

Key words: SiC/SiC composite, hot pressing, nano-SiC, sub-micrometer SiC

中图分类号:

TQ174

董绍明,丁玉生,江东亮,香山晃. 制备工艺对热压烧结SiC/SiC复合材料结构与性能的影响[J]. 无机材料学报.

DONG Shao-Ming,DING Yu-Sheng,JIANG Dong-Liang,KOHYAMA Akira. Effects of Preparation Conditions on the Microstructure and Properties of Hot Pressed SiC/SiC Composites[J]. Journal of Inorganic Materials.

[1]	王博, 蔡德龙, 朱启帅, 李达鑫, 杨治华, 段小明, 李雅楠, 王轩, 贾德昌, 周玉. SrAl₂Si₂O₈增强BN陶瓷的力学性能及抗热震性能[J]. 无机材料学报, 2024, 39(10): 1182-1188.
[2]	王洪达, 冯倩, 游潇, 周海军, 胡建宝, 阚艳梅, 陈小武, 董绍明. SiC/SiC-哈氏合金异质连接机制及其氟熔盐腐蚀特性分析[J]. 无机材料学报, 2022, 37(4): 452-458.
[3]	梁汉琴, 尹金伟, 左开慧, 夏咏锋, 姚冬旭, 曾宇平. 添加BaTiO₃的热压烧结Si₃N₄陶瓷的力学和介电性能[J]. 无机材料学报, 2021, 36(5): 535-540.
[4]	满鑫, 吴南, 张牧, 贺红亮, 孙旭东, 李晓东. Lu₂O₃-MgO纳米粉体合成及其复相红外透明陶瓷制备[J]. 无机材料学报, 2021, 36(12): 1263-1269.
[5]	马登浩, 侯振华, 李军平, 孙新, 金恩泽, 尹健. 界面相对3D-SiC/SiC复合材料静态力学性能及内耗特征的影响[J]. 无机材料学报, 2021, 36(1): 55-60.
[6]	王椎, 韩建军, 李建强, 李晓禹, 李江涛, 贺刚, 谢俊. 大尺寸La₂O₃-TiO₂-ZrO₂非晶塑性烧结行为[J]. 无机材料学报, 2019, 34(4): 433-438.
[7]	李仁意, 李晓禹, 李建强, 赵建玲, 马晓光, 贺刚, 李江涛. 热压烧结法制备大尺寸La₂O₃-TiO₂-SiO₂非晶材料的研究[J]. 无机材料学报, 2017, 32(8): 851-856.
[8]	高姣姣, 姜龙凯, 宋金鹏, 梁国星, 安晶, 谢俊彩, 曹磊, 吕明. TiC含量对WC-TiC-TaC硬质合金材料微观组织及力学性能的影响[J]. 无机材料学报, 2017, 32(8): 891-896.
[9]	黄耀芹, 郑国源, 莫淑一, 何丽秋, 王东生, 龙飞. 液相辅助热压烧结制备Cu(In, Ga)Se₂靶材的研究[J]. 无机材料学报, 2016, 31(10): 1141-1146.
[10]	赵爽, 杨自春, 周新贵. 不同界面SiC/SiC复合材料的断裂行为研究[J]. 无机材料学报, 2016, 31(1): 58-62.
[11]	王贺云, 刘茜, 周遥, 周真真，刘光辉. 碳纤维复合Si₃N₄陶瓷材料的制备及性能研究[J]. 无机材料学报, 2014, 29(9): 1003-1008.
[12]	张志晓, 杜贤武, 王为民, 傅正义, 王皓. 高活性B₄C-SiC超细复合粉体的制备及烧结[J]. 无机材料学报, 2014, 29(2): 185-190.
[13]	耿志明, 李坤, 施东良, 施瑕玉, 黄海涛, 陈王丽华. 铌酸钾钠基透明上转换陶瓷材料制备及性能[J]. 无机材料学报, 2014, 29(12): 1265-1269.
[14]	白明敏, 李伟信, 李艳辉, 赵威, 饶平根. 热压烧结Al₂O₃/Al-steel Mesh-Al 层状复合材料的制备和性能[J]. 无机材料学报, 2014, 29(12): 1339-1344.
[15]	王传彬, 傅力, 沈强, 张联盟. Ho掺杂对Bi_4-xHo_xTi₃O₁₂陶瓷结构与铁电性能的影响[J]. 无机材料学报, 2012, 27(7): 721-725.