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竹炭及SiC陶瓷材料的结构及性能研究

竹炭竹基炭化硅(SiC)陶瓷是一种环境友好材料,在许多领域有巨大的应用潜力,可以用作电磁屏蔽材料、过滤材料、温度和湿度传感材料、催化剂载体、吸附材料、阻尼材料、隔热材料和自润滑材料等。本研究以中国的毛竹( Phyllostachys pubescens )、麻竹(Dendrocalamus latiflorus)、绿竹(Dendrocalamopsis oldhami)和国外引进的印度莿竹(Bambusa arundinacea)为原料,在氮气气氛下,高温炭化处理,制备了不同品种的竹炭。采用热重分析仪(TGA)、带能谱分析的环境扫描电镜(SEM-EDAX)、X 射线衍射(XRD)等先进手段详细研究了各种竹材炭化前后的微观组织、元素组成、结晶构造变化,并且对竹材炭化过程中不同阶段的热解规律和炭化收缩现象进行了分析,比较了4 种竹材制备的竹炭在结构和性能上的差异,测试和分析了竹炭的导电性及其影响因素。以4 种竹炭为模板材料,采用高温  (本文共183页) 本文目录 | 阅读全文>>

《世界林业研究》2018年01期
世界林业研究

生物质基SiC陶瓷材料制备及应用研究进展

随着现代科学技术的不断进步,越来越多的新型材料相继问世,然而很多材料并不具备环境友好性、可降解性、价格低廉性及生物相容性等特点,而生物质材料的开发恰好弥补了这一缺憾。碳化硅(Si C)俗称金刚砂,纯Si C是无色透明的晶体。Si C有α和β2种晶型,在1 600℃以下时Si C以β-Si C的形式存在,而在1 600℃以上时β-Si C转变为α-Si C,以α-Si C的形式存在。在Si C中,每个Si原子周围有4个C原子,而每个C原子周围又有4个Si原子,因此Si C是以原子个数比为1∶1的Si-C健结合而成的,是一种共价性极强的共价键化合物。生物质基Si C陶瓷是指向生物质材料(如木材、竹材、稻壳、芦苇、作物秸秆、甘渣、废纸等)中引入Si、Si O2或含Si的有机前驱体,在高温下形成生物质基Si C陶瓷。生物质基Si C陶瓷是一种环保功能材料,具有多孔质轻、硬度高、抗氧化、耐高温、耐腐蚀、导热性好、热膨胀系数小、良好的力学性...  (本文共5页) 阅读全文>>

《西安工业大学学报》2018年01期
西安工业大学学报

生物形态SiC陶瓷上纳米线的制备及形貌演化

纳米材料因其较好的光致发光性能、优异的电学性能和气敏性、光催化效应及机械性能等而引起广泛的关注[1-2],而在陶瓷上合成纳米材料会给陶瓷赋予新的性能.近年来,在研究制备多孔陶瓷过程中,在陶瓷空隙处生长了纳米结构的SiC或SiO2,这些纳米线有助于改善和提高生物陶瓷的性能,因此研究陶瓷上纳米线的形成及生长过程极其必要.研究者在陶瓷上通过合成纳米线来改善陶瓷的性能.例如文献[3]采用化学气相渗入法,以三甲基三氯硅烷和氢气作为气源,在纤维增强的SiC预制件中原位生成表面包覆碳层的SiC纳米线,作为陶瓷增韧相表现出良好的增韧效果.文献[4]在碳纤维上原位合成SiC纳米线作为增韧相.文献[5]用TEOS浸渗木材,通过碳热还原方法制备SiC陶瓷过程中,在陶瓷凹坑处发现外层包覆SiO2的具有大量堆垛层错的SiC纳米线,而陶瓷的比表面积在60~100m2·g-1.通过这些方法在陶瓷上生长的纳米线改善陶瓷性能,但由于生长温度、气相来源及合成时间等...  (本文共6页) 阅读全文>>

《硅酸盐通报》2018年02期
硅酸盐通报

AlN-Pr_2O_3液相烧结SiC陶瓷

1引言碳化硅陶瓷不仅具有超硬耐磨、高温抗氧化性好、热稳定性高等特点,并具有良好的综合性能,因此被广泛应用。然而,强共价键的作用使得Si C的自扩散系数较低,没有适当的烧结助剂很难烧结致密[1]。固相烧结Si C陶瓷的晶粒粗大,断裂韧性较差,随后发展的液相烧结使颗粒发生溶解-沉淀致密化过程,促进了颗粒重排,同时,形成的液相在毛细力充分填充颗粒间隙排除气孔[2-3],提高了Si C材料的致密度。液相烧结不仅有效的降低了烧结温度,并且可获得综合性能良好的陶瓷材料。以Al2O3-RE2O3(RE=稀土元素)为液相烧结助剂时,样品的烧失率偏大,液相大量挥发不利于材料的致密化,往往需要埋粉处理,工艺繁琐。Al N-RE2O3液相烧结助剂在促进材料密实的前提下能有效降低烧失率,减少助剂的挥发,在液相烧结方面逐步显示其优越性。目前,已有Al N-RE2O3(Y2O3,Yb2O3,Er2O3,Lu2O3,La2O3,Nd2O3)作为Si C陶瓷液...  (本文共6页) 阅读全文>>

《人工晶体学报》2017年10期
人工晶体学报

Al粉粒度及其添加量对SiC陶瓷材料结构和性能的影响

1引言Si C陶瓷材料具有一系列优异的性能,如强度高、硬度大、耐磨损、抗腐蚀等,已被广泛应用于电子、机械、航天和化工等领域[1,2]。但因Si C是一种典型的共价键化合物(共价键成分约占88%),使得其扩散能力较低,低温下难以制备高致密的Si C陶瓷材料。因此,必须采用特殊的烧结工艺或引入第二相物质来促进Si C陶瓷材料的低温致密化烧结[3,4]。近年来,国内外研究学者多通过添加烧结助剂来促进Si C陶瓷材料的烧结[5-7],其中多为金属及其氧化物。但Si C陶瓷材料易氧化,部分烧结助剂的使用要求较高,选用Al粉作为烧结助剂时,因其熔点仅为660℃,可在低温下形成液相,降低烧结活化所需要的能量[8,9],同时起抗氧化的作用,且研究发现Al粉的延展性有利于Si C陶瓷材料干坯的压制成型[10]。此外,Al在Si C晶界上选择性的偏析或固溶于Si C晶体中所造成的缺陷均有利于烧结[11],Al粉还对Si C晶粒的长大有抑制作用[12...  (本文共5页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

SiC陶瓷材料刻划去除机理及裂纹扩展行为研究

SiC陶瓷具有硬度高、热膨胀系数小、比刚度高、耐磨损以及耐腐蚀等优点,广泛应用于卫星、航空航天、先进武器、空间望远镜等领域。目前,磨削是SiC材料主要的加工方法,尽管针对该材料的磨削加工表面特征及工艺参数优化进行了一定的研究,但是关于该材料的微观去除机理和裂纹行为仍然模糊不清。因此,深入研究磨削过程中材料去除机理和裂纹扩展机制等基础行为对获得良好的磨削表面质量及较低的亚表面损伤具有重要帮助,然而磨削是一个复杂的过程,很难直接分析其材料去除行为及表面/亚表面裂纹扩展机制,刻划实验是研究材料磨削加工过程中去除行为最常用和有效的方法之一,因此,本文基于刻划实验及仿真对硬脆材料的磨削去除过程及裂纹形式进行了分析。SiC陶瓷是由SiC颗粒烧结而成,材料结构复杂,直接研究难度很大,因此,本文选择了从单晶到陶瓷以及从塑性去除到脆性去除的研究路线。本文主要通过分子动力学仿真、有限元仿真以及不同方式的刻划实验深入研究了反应烧结SiC陶瓷磨削去除及...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>