礬土基β-Sialon結合剛玉復合材料的制備、結構及性能研究.pdf

1、該文研究了以高鋁礬土、Si、電熔白剛玉顆粒及細粉和部分添加劑為原料,氮氣氣氛下通過反應燒結的方法一步制備礬土基β-Sialon結合剛玉復合材料的工藝.研究結果表明,流動氮氣氣氛下1500℃/5h反應燒結可以得到主晶相為剛玉、次晶相為β-Sialon的礬土基β-Sialon結合剛玉復合材料,無其他晶相生成.用逐次回歸的方法得到了常溫抗折強度、體積密度及顯氣孔率與與顆粒級配間的函數(shù)式,其回歸效果良好,可信度高,可用于預報反應燒結法制備礬土基

2、β-Sialon結合剛玉復合材料的常溫物理性能.得到了較理想的顆粒級配:剛玉粗顆粒45﹪、中顆粒10﹪、細粉45﹪(其中剛玉細粉25﹪,合成礬土基β-Sialon的細粉為20﹪).用酚醛樹脂作結合劑,顯微結構表明,復合材料中生成大量礬土基β-Sialon晶須,并互相編織成網(wǎng)絡結構.根據(jù)前面的工藝得到的礬土基β-Sialon結合剛玉復合材料的常溫性能為:體積密度>2.9g/cm3,顯氣孔率<21﹪,抗折強度~15MPa.礬土基β-Sial

3、on結合剛玉復合材料的高溫力學性能研究結果表明:礬土基β-Sialon含量在25﹪和30﹪時,復合材料的強度在800℃以前逐漸增加,800-1400℃基本保持不變.應力-應變關系隨溫度的變化規(guī)律表明800℃以前為彈性變形階段,1400℃以前沒有出現(xiàn)快速流動,說明復合材料中結晶效應占主導地位.礬土基β-Sialon結合剛玉復合材料的抗熱震性能較好,礬土基β-Sialon含量為25﹪時,其熱震臨界溫度為600℃,熱震溫差為1350℃時其殘余

4、強度保持率仍然有65﹪;而相同條件的氧化鋁基β-Sialon結合剛玉復合材料的臨界溫差為800℃,但溫差為1350℃時的強度保持率比礬土基β-Sialon結合剛玉復合材料的低10個百分點.礬土基β-Sialon結合剛玉復合材料的氧化屬保護性氧化.實驗條件下,礬土基β-Sialon結合剛玉復合材料的氧化動力學可分為兩個階段:60分鐘以前,單位面積氧化增重與時間呈線性關系,屬于化學反應與擴散過程共同控速.60分鐘以后,單位面積氧化增重的平方