氮化硅-碳化硅成份及微結構設計與性能分析.pdf

1、該論文通過成份及微結構設計,采用反應燒結工藝制備了力學和抗氧化性能優(yōu)異的O′-Sialon/SiC、Si<,2>N<,2>O/SiC和Si<,3>N<,4>/SiC陶瓷材料,并研究了它們的抗鋁、銅、鋅、鎂有色金屬熔體及冰晶石熔鹽侵蝕性能.得出如下結論:(1)以Si粉、粘土和SiC粉為原料,采用反應燒結工藝低成本制備了力學性能優(yōu)良的O′-Sialon/SiC陶瓷材料.結合相中O′-Sialon相的含量達到85wt％,室溫抗彎強度為43.1

2、7MPa,熱震后抗彎強度保持率為48.76％.(2)Si<,3>N<,4>/SiC的抗熱震性主要受抗彎強度影響.通過調整SiC的粒度、顆粒級配和加入量提高抗彎強度是優(yōu)化其抗熱震性能的有效方法.較好的SiC級配為:46目50wt％,90目16.67wt％,180目33.33wt％.(3)在1000℃的空氣介質中,Si<,3>N<,4>/SiC、Si<,2>N<,2>O/SiC及O′-Sialon/SiC的氧化增重符合對數規(guī)律.三種材料的抗

3、氧化能力為:Si<,2>N<,2>O/SiC>O′-Sialon/SiC>Si<,3>N<,4>/SiC.50小時后,Si<,2>N<,2>O/SiC、O′-Sialon/SiC、Si<,3>N<,4>/SiC氧化增重依次為0.03mg·cm<'-3>、0.13 mg·cm<'-3>和0.36 mg·cm<'-3>.(4)空氣介質中,Si<,3>N<,4>/SiC、Si<,2>N<,2>O/SiC和O′-Sialon/SiC均具有優(yōu)異的

4、抗鋁、鋅熔體侵蝕性能,Si<,3>N<,4>/SiC具有優(yōu)異的抗鎂熔體侵蝕性能.1000℃時三種材料發(fā)生輕微腐蝕.800℃時鋁中Si元素的含量隨侵蝕時間延長成增加趨勢,30小時后逐漸趨于穩(wěn)定.Si元素增加量較小,經過60小時侵蝕后增加量僅為0.08％.(5)環(huán)境氣氛對Si<,3>N<,4>/SiC抗銅熔體侵蝕性能有顯著影響.在空氣介質中,Si<,3>N<,4>/SiC抗侵蝕性能較差;在氮氣介質中或有覆蓋劑保護時,陶瓷材料具有優(yōu)良的抗侵蝕