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《C复相陶瓷的微观结构表征与力学性能.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、2012年第8期No82012佳木斯教育学院学报总第118期Sum118cr/si/c反应烧结复相陶瓷的微观结构表征与力学性能包建勋赵汝成(中国科学院长春光学与精密机械物理研究所吉林长春13003:Z3"本文采用掺杂crC的方法探究增韧补强反应烧结sic陶瓷的途径/si/c摘要通过凝胶注模成型及反应烧结工艺制备cr复相陶瓷由,,!12ZrZ3sicsi和csr组成crsi由cC与熔融si反应生成;材料中sic颗粒分布均匀crszi存在明显偏析;Gr/s/ic复相陶瓷抗弯强度接近反应,#1:,"烧结sic/s陶瓷平
2、面应变断裂韧性Kcl达到3slMPm气crszi分布不均和弱化界面结合是抗弯强度以及弹性模量降低的原因:r关键词c/s/ic;;显微组织结构复相陶瓷反应烧结:::一一一中图分类号TQ174文献标识码A文童编号10009795(2012)08037602!rZ3r+一实验方法CC一ZC3C(原子)(l),!+=以纯度为99%的绿碳化硅粉末为原料添加相应的分散剂S(i液态)c(原子)siC(2),Z3有机单体和交联剂并加人碳化硅粉末总重量的8%的crC作为增c+rZSi一Csri(3z),x"强剂通过凝胶注模成型工艺
3、制备中20mm巧mmsCi素坯凝胶2C/rsiC/复相陶瓷显微组织结构,,"C注模成型工艺详见文章素坯干燥后置于真空烧结炉中950e脱图2a和图Z中深色颗粒状物质为sci浅色连续分布填充sci颗,,"脂碳化将纯51块覆盖碳化后的坯体在160e真空条件下反应烧粒间隙的为剩余51在连续的51相中分布有尺寸约150林m团簇状的,,,,"rZ"结保温h2随炉冷却得到致密的/sic/cr复相陶瓷物质该物质为csi由凝胶注模成型和反应烧结工艺制备的c/r,,,xx将块体样品加工成4mm3mm40mm标准抗弯力学试样S/iC复
4、相陶瓷内部不同粒径SCI颗粒分布均匀小粒径颗粒分布于,"采用三点弯曲测量材料的抗弯强度和弹性模量采用三点弯曲大颗粒间隙说明球磨混料和凝胶注模成型工艺能够实现材料的宏,""单边切口梁测量材料的断裂韧性测试使用仪器为cRIMsDDL10观均匀化避免颗粒偏聚从而可能引起的力学性能下降反应烧结,,,型万能力学试验机测试方法遵循精细陶瓷弯曲强度试验方法后陶瓷几乎达到10%致密在显微镜下无可观测气孔反应产物一一""rGBT65692006以及精细陶瓷断裂韧性试验方法GBT238062009材和剩余51充分填充sci多孔坯体的
5、空隙sci与反应产物c队和剩余,"料弹性模量的测量通过抗弯梁的最大挠度和载荷进行计算获得所51之间的界面清洁平直无被侵蚀后再结晶或与剩余51互溶析出导,,"Z有力学性能值均由6个以上样品的测量值取算术平均获得致颗粒圆化的迹象说明反应烧结过程中生成csri的反应(3)51源,,Z经过精磨和抛光后的样品在乙醇介质中经过超声洗涤后由来自于游离态熔融51故在sci坯体中添加csri再进行反应烧结能降,,""xRD进行物相分析日本理学UltimalvK"射线用低剩余51这一脆性相的含量所用仪器为Cu,a浓度为5%的N0H溶
6、液在室温下腐蚀复相陶瓷抛光面腐蚀时间为,72h将腐蚀后和未经腐蚀的样品抛光面置于LeiacDM400B光学显微,"镜中进行对比观察初步分析所得CS/r/iC复相陶瓷的物相分布二!结果与讨论1XRO物相分析,烧结过程中反应体系的元素确定因而采用xRD可以进行全,,"rZ面的物相鉴定见图1反应烧结最终生成物有主相scicsi和残,,rZrZ3余Sicsi的生成是由cc在高温条件下溶解于熔融51中并分解,l出游离态C原子剩余的C原子以及脱脂碳化后坯体内的游离C元素,,,与熔融51反应析出新的SCI根据实验xRD衍射花样
7、标定结果新,生成的SCI与SCI原料晶体结构可能一致也可能因为SIC新生相物质,"的量太少其衍射峰淹没于x射线的信号背景中因此反应(2)生成,,"r的物相结构需进一步验证降温过程中因液态游离51过量c和,rZ一定量的51二元体系产生共晶反应析出次生中间相csi物理化学一"过程见反应方程(l)(3)r图2CS//iC复相陶瓷微观组织a100x;b0x;C5x样品抛光面金相10样品腐蚀面0样品抛;Csx光面金相o样品腐蚀面经过充分腐蚀后样品显微结构见图b2和图Zd反应烧结后复相,a陶瓷中剩余51被N0H溶液腐蚀样品表
8、面残余的物相为深色的SCI,Z"Z以及浅色的csricsri连接成片与sci颗粒及结晶51以界面方式连,,"r接共晶析出的csi卉在偏析在微观上并未达到均匀化原因可,,rZ3"Z能是cC添加量过大由于csri是共晶析出产物而且51过量因,rZ此可以预期通过热处理将温度升至共晶点以上使csi重熔在熔融,,rZ图1c/s/ic复相陶瓷xR"衍射花样51中充分扩散冷却再结晶后得
