CVD-CVISi3N4組織結(jié)構(gòu)與高溫性能研究.pdf

1、氮化硅具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗熱震、介電常數(shù)較低等一系列優(yōu)良性能,被視為是最有希望的新一代高溫透波材料。本文采用化學(xué)氣相沉積法在多孔氮化硅和熔石英表面制備了氮化硅涂層；采用化學(xué)氣相滲透法制備了BN/Si3N4和C/Si3N4復(fù)合材料,分析了BN/Si3N4和C/Si3N4的微結(jié)構(gòu),采用氧乙炔焰進(jìn)行燒蝕考核,研究了C/Si3N4復(fù)合材料的燒蝕機(jī)制?；瘜W(xué)氣相滲透法制備的Si3N4基體均勻包敷在氮化硼、碳纖維表面

2、,由于Si3N4基體與氮化硼纖維的潤(rùn)濕性差并且熱膨脹系數(shù)不匹配,Si3N4基體與氮化硼纖維之間存在空隙并且容易被剝離。Si3N4基體是由球形顆粒組成的,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、過(guò)飽和-凝聚-熔合理論研究了Si3N4基體的生長(zhǎng)機(jī)制,結(jié)果表明Si3N4基體的生長(zhǎng)模式符合S-K生長(zhǎng)模型。C/Si3N4復(fù)合材料表面Si3N4基體呈現(xiàn)島狀結(jié)構(gòu),Si3N4基體由納米級(jí)的α-Si3N4和非晶Si3N4組成,C/Si3N4復(fù)合材料斷裂過(guò)程中碳纖維的拔出是復(fù)

3、合材料的主要增韌機(jī)制。運(yùn)用串聯(lián)模型計(jì)算了沉積Si3N4基體的介電常數(shù)；運(yùn)用納米壓痕儀及劃痕儀測(cè)試了Si3N4基體的硬度、彈性模量及其與基體的結(jié)合力；運(yùn)用紅外分析儀測(cè)試分析了RTP前后Si3N4基體結(jié)合鍵及紅外透過(guò)率的變化情況；通過(guò)多次的多溫度點(diǎn)的循環(huán)熱震實(shí)驗(yàn)測(cè)試了Si3N4基體的抗熱震性能；通過(guò)差熱分析儀和高溫處理實(shí)驗(yàn)研究了Si3N4基體的熱穩(wěn)定性和晶體結(jié)構(gòu)演變；C/Si3N4復(fù)合材料2200℃燒蝕時(shí),中心區(qū)域Si3N4基體分解升華,碳