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《热压温度对C-SiC-B4C复合材料性能的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期材料研究学报〕认年月一一热压温度对复合材料性能的影响喻亮茄红强蔡继东左良东北大学材料各向异性与织构过程教育部重点实验室沈阳用热一一,,摘要压烧结法制备复合材料研究了热压温度对其显微组织和力学性能的影响结果表明材料的体积密度、抗折强度和断裂韧性均随着热压温度的升高而提高在℃烧结的复合材料综合力学性能最佳,其体积密度、气孔率、抗·折强度和断裂韧性分别达到“、、和‘随着热压温度的提高,材料的组织经历了陶瓷相长大、相变薄、相和逐渐致密化等过程利用鳞片石墨馆易在压力下滑动在陶瓷基体上形成馆条状组织的特、性,实龟龟现了材料的显微组织设计碳陶复合材料的界面结合状态改善条状结构和与陶瓷
2、相的热膨胀不匹配是材料力学性能提高的主要原因,一一,鳞片,,显微组织,关键词复合材料石墨热压温度力学性能分,一一类号文章编号一一。。。,二。,,二印云,二亡八械乞亡印血艺￡艺云。乞,。,二咖亡,叼哪,,,·,,,公,,一一电一一你,,·’℃卜,,龟,日,龟卜,,一一,,,,碳材料具有抗热震性强,润滑好等优点,陶瓷具瓷优点的碳陶材料在航空航天领域得到了广泛应用、、、,,,碳陶材料可分为一‘一一有耐磨损抗氧化性强硬度高等优点综合了碳和陶一,和等碳与单组分陶瓷的复合和一一一、一,一一一以及国家高技术研究发展计划和国家自然科学基金资助项目·等碳与多组份陶瓷的复合后者已成为新型,一年月日
3、收到初稿年月日收到修改稿一因在高碳陶复合材料的发展趋势其中本文联系,人茹红强教授一’于℃时具有优良的抗氧化性而倍受重视材料研究学报卷和凡等‘“,‘分别以纳米和石油焦、煤焦沥青为原料制备出碳陶复合材料,并一研究其抗氧化性文献【研究了不同种类碳材一一一。’料和添加剂及烧结温度对复合材料组织甲一百和性能的影响周声肋和胡晓凯等制备无一,,,一烧结粘结剂的碳陶材料以石油焦炭黑碳纤维为主。一。▲▲已要碳源且的质量分数大于,研究其抗氧化性,,一,,,鳞片石墨馆一般为单晶易滑动虽然烧结性较差,,。但具有比石油焦等更佳的力学性能数值模拟结果上,丈。,表明以龟为碳源可产,。,,以制备出力学性能和高
4、温抗热一一“蚀性能均优异的碳陶复合材料利用原料自身的二特点制备新型材料,具有成本低和合成工艺简单等优点本文以兔为碳源,热压烧结制备一一,图于℃复合材料研究热压温度对复合材料的组织和力学性热压试样的射线衍射图能的影响,住实验方法“,。一实验用原料鳞片石墨毗口一一拼,一含量高于,。拼,含,田一艺︸洲。。界者、门日量高于,。拼,纯度高于,“,。拼,毗以酚醛树脂为成形粘结剂、、将龟和质量分数经球磨混合后在℃烘干,然后过筛目,、造粒使用月一型真空热压炉将造粒原料在压力下热压成形,石墨模具的直径为,真空度为一“日,压力为,烧结温度为一℃,烧结时间为,升温速率为℃,用图热压温度对试样体积密度
5、和气孔率的影响型双比色测温仪测温范围一℃,分辨率℃,重复精度士严格控制热压温度用金刚石锯片将热压样品切割成尺寸为的试样,抛光、清洗和烘干后进行显全与反应形成了热压温度由℃升微高到℃,没有出现新的衍射峰组织分析和性能测试采用原理测定,试样的体积密度和开口气孔率用三点弯曲法测量抗图表明提高热压温度使材料体积密度增加和,折强度跨距为,加载速率气孔率降低热压温度为℃材料的体积密度为”,,口,气孔率为由图可提高热压用单边切梁法测试断裂韧性跨距为见,加载速率,测量实验设备均为温度使材料的抗折强度和断裂韧性均提高其原因是,一一提高热压温度促进了材料的致密化添加剂与型液压式万能试验机用型一原位
6、反应合成的对改善材料的力学性能也射线衍射仪分析材料物相用型扫描电镜观察试样的显微形貌,并用进行微区成分分析有一定的作用材料的力学性能与其体积密度之间有用激光共聚焦很好的对应关系热压温度为℃,材料的抗折显微镜观察试样的断裂·强度达到,断裂韧性达到‘,特征‘其中抗折强度比使用石油焦制备的材料提高了结果与讨论,‘比用炭黑制备的材料提高了一℃图为热压材料的射线衍射图为不同热压温度制备的材料沿垂直于热图由图可知,在℃热压后,材料中存在压方向显微组织的二次电子像和背散射电子、、,和四相说明原料中的完,图为对图中两种不同形态相像和区进行一一期喻亮等热压温度对复合材料性能的影响馆,显微组织主要
7、为在陶瓷基体上分布着条状的条状的龟主要与热压方向垂直,大部分呈层状的龟,龟镶嵌在混合陶瓷相之间有的之间也包含着少量陶瓷相,龟随着热压温度的提高之间的挤压使陶瓷相髦馆,颗粒滑出并促使择优取向形成条状另一方面龟之间的颗粒也可能分解,分解出的和原子扩散到龟外并在陶瓷相上重新反应生成由此可见,随着热压温度的提高,陶瓷相逐渐致密化、相逐渐变薄和择优取向这是材料的体积密度和力学性能逐渐提高的主要原因尤其是相形成了择优取向的条状分布,与利用石油焦,煤图热压温度对试样抗折强度和断裂韧性的影响焦沥青和炭黑等原
