2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、本文以SiC、微米Al2O3、納米Al2O3、Y2O3為原料,在不同溫度下燒結(jié)得到不同組分的SiC-Al2O3、SiC-Al2O3(Y2O3)及SiC-n-Al2O3復(fù)合陶瓷。利用X射線衍射、SEM等分析手段和三點(diǎn)彎曲、單邊切口法、淬火熱震法試驗(yàn)系統(tǒng)的研究了 Al2O3添加量、Y2O3的添加、及納米 Al2O3對(duì)材料組織、性能的影響規(guī)律及機(jī)理。
  結(jié)果表明SiC與微米Al2O3混合,經(jīng)200MPa冷等靜壓成型,在2100℃燒結(jié)可

2、以得到致密的材料,其致密度隨氧化鋁添加量增加,呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在氧化鋁添加體積百分?jǐn)?shù)為20%時(shí)達(dá)到最大值99.6%。復(fù)合材料的彈性模量隨氧化鋁添加量增加,呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在氧化鋁添加體積百分?jǐn)?shù)為20%時(shí),達(dá)到最大值423.7GPa,材料的抗彎強(qiáng)度隨氧化鋁添加量增加而提高。在氧化鋁體積百分比達(dá)到30%時(shí),達(dá)到最大值,為333.6MPa。材料的熱膨脹系數(shù)隨氧化鋁體積百分比的增加而提高,其熱膨脹系數(shù)(200-1200℃)在7.

3、0~7.8×10-6K-1之間。SiC- Al2O3復(fù)合陶瓷的抗熱震性隨氧化鋁體積含量的增加先上升后降低,在氧化鋁體積百分比為20%時(shí),材料的抗熱震性能最佳,經(jīng)1000℃淬冷后,殘余強(qiáng)度率為35%。
  在添加Y2O3時(shí),與相同燒結(jié)條件下不添加Y2O3時(shí)致密度最高為70%相比,材料的致密度得到了大幅度提高。并且隨(Al2O3+Y2O3)添加體積百分比的增加,材料的致密度增加。SiC-Al2O3(Y2O3)系列復(fù)合陶瓷中存在低熔點(diǎn)共

4、晶相 YAP相,證明 Y2O3的加入日的在1900℃下燒結(jié)時(shí),體系中產(chǎn)生了液相,促進(jìn)了燒結(jié)的致密化。SiC-Al2O3-Y2O3系列復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能隨(Al2O3+Y2O3)添加體積百分比的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在(Al2O3+Y2O3)添加體積百分比為20%時(shí),可獲得強(qiáng)度最高的材料。材料的彈性模量、斷裂韌性、硬度均在(Al2O3+Y2O3)添加體積百分比為20%時(shí)達(dá)到最大值。材料的熱膨脹系數(shù)隨(Al2O3+Y2O3)添加體積百

5、分比的增加,呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。材料的抗熱震性隨(Al2O3+Y2O3)添加體積百分比的增加而提高。
  納米氧化鋁粉末與碳化硅粉末混合均勻后,以升溫速率10℃/min,升至2000℃,保溫1h,進(jìn)行燒結(jié),得到致密的n-Al2O3/SiC復(fù)合陶瓷。材料的致密度在氧化鋁添加量為20%時(shí)達(dá)到最大值,為98.3%,與添加普通,在2100℃下燒結(jié)得到的材料致密度相當(dāng)。而材料的抗彎強(qiáng)度及其他力學(xué)性能則得到了顯著的提高與改善。隨氧化鋁添加量增加而

6、提高。在而材料的彈性模量與維氏硬度則隨氧化鋁添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。氧化鋁添加體積百分比為10%時(shí),材料的韌性最高,當(dāng)氧化鋁含量增加到20%,致密度最高時(shí),斷裂韌性取得最低值,當(dāng)氧化鋁含量進(jìn)一步升高,材料致密度下降時(shí),材料的斷裂韌性又呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。材料的熱膨脹系數(shù)隨氧化鋁添加量的增加而提高,在4.58~5.33×10-6/K之間變化。材料的抗熱震性隨氧化鋁添加量的增加先上升而后降低,添加20vol.%的n-Al2O3時(shí),材料

7、的抗熱震性能最好。與添加普通氧化鋁相比,添加納米氧化鋁可以在較低溫度下獲得致密的SiC-n-Al2O3復(fù)合陶瓷;顯著提高材料的強(qiáng)度、斷裂韌性等力學(xué)性能,但抗熱震性能則有大幅下降。
  綜合比較上述各種工藝及不同成分配比的材料,可以發(fā)現(xiàn)在使用納米Al2O3與SiC復(fù)合時(shí),材料具有最佳的力學(xué)性能,但其抗熱震性能較差,而使用微米Al2O3與SiC復(fù)合,需要的燒結(jié)溫度較高,且材料性能價(jià)差。在SiC-Al2O3體系中加入Y2O3,可以在較低

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