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文檔簡(jiǎn)介
1、本文以石英纖維布、硅溶膠、石英粉、BN粉等為原料,采用溶膠凝膠法、料漿浸漬法和熱壓燒結(jié)工藝制備了2D-SiO2f/SiO2-BN陶瓷基復(fù)合材料,利用XRD、SEM、TG-DSC等分析手段和三點(diǎn)彎曲、單邊缺口梁法等試驗(yàn)方法,較系統(tǒng)地研究了原料形式和制備工藝方法對(duì)復(fù)合材料中SiO2的析晶行為和材料的力學(xué)性能的影響規(guī)律。
試驗(yàn)結(jié)果表明在2D-SiO2f/SiO2-BN陶瓷基復(fù)合材料的制備中,所采用的高純度高濃度的硅溶膠pH值為6.0
2、3時(shí),其凝膠時(shí)間最短。浸漬硅溶膠的纖維布在850℃已有析晶跡象,在900℃時(shí)已經(jīng)嚴(yán)重析晶,其陶瓷化溫度為403℃。聚丙烯酸作為表面活性劑對(duì)SiO2/BN料漿可產(chǎn)生明顯的稀釋作用,并通過在顆粒表面的吸附,形成空間位阻,對(duì)料漿體系起著穩(wěn)定作用。為制備高固相含量低粘度的SiO2/BN料漿,所加分散劑的含量以0.64wt%時(shí)效果最好,粘度達(dá)到0.24Pa·s。在pH值在6.9左右時(shí),料漿的流動(dòng)性最好,粘度達(dá)到0.22Pa·s。
采用溶
3、膠凝膠法制備的2D-SiO2f/SiO2-BN(GB體系)的燒結(jié)溫度比通常的熔石英陶瓷低數(shù)百度,在1050℃時(shí)體系開始析晶。SEM照片顯示,硅溶膠的加入改善了料漿的浸漬效果。
用料漿浸漬和溶膠凝膠法制備的2D-SiO2f/SiO2-BN(SBN體系)的析晶溫度為1300℃,比溶膠凝膠法制備的陶瓷基復(fù)合材料高150℃。在1200℃下熱壓燒結(jié)的材料的力學(xué)性能最高,其密度達(dá)到了2.068g·cm-3。彎曲強(qiáng)度、斷裂韌性以及彈性模量分
4、別為36.9MPa(Z)、35.7MPa(X-Y);1.14MPa·m1/2(Z)、1.14MPa·m1/2(X-Y);23.2GPa(Z)、27.2GPa(X-Y)。不同固相含量的研究表明在適合的固相含量(40vol.%)時(shí)材料具有最佳的性能。
硅溶膠的加入使得 SBN體系的析晶溫度降低了100℃,但是在同一燒結(jié)溫度下,硅溶膠的加入改善了其微觀組織,顯著提高了其密度與力學(xué)性能。
納米SiO2的加入雖然對(duì)密度的提高沒
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