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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>>

《新型炭材料》2006年01期
新型炭材料

竹炭及SiC陶瓷材料的结构与性能

1前言木材、竹材是最重要的可再生性资源,对它们进行有效的开发利用,符合环境材料发展的思想[1,2]。木材和竹材经适当的物理和化学处理,可制备结构可控的SiC陶瓷材料。这类陶瓷材料由于具有低密度、优异的力学性能、高温导电性、耐磨擦性、吸附性能、抗氧化性能等[3,4],因而作为结构材料、催化剂载体材料、热交换器材料、气体传感器、吸音材料、减震材料、隔热材料、电磁屏蔽材料、轻质结构材料等[5-12]在航空航天、冶金、化工、催化等领域具有广阔的应用前景。目前国际上生物质SiC陶瓷材料研究主要是以木材(如:松木、桦木等)为原料制备多孔或致密的SiC陶瓷。主要制备方法有:熔融Si渗透法、SiO2高温碳热还原法及溶胶-凝胶法等[13-18]。而以竹材为原料制备SiC陶瓷材料的报道几乎没有。与木材相比,竹子具有生长速度快、再生能力强、易于大面积种植、且具高力学性能等特点[19-21]。我国竹类植物资源极为丰富,竹林面积约占世界竹林总面积的1/4...  (本文共8页) 阅读全文>>

《建筑材料学报》2006年05期
建筑材料学报

高强度SiC陶瓷泡沫的变形特性

近几年来,人们对多孔陶瓷尤其是SiC陶瓷泡沫的研究兴趣剧增,作为一种特殊的功能材料,SiC陶瓷泡沫含有较高的空隙率,并且还具有大量的优良特性,如:质量轻、介电常数高、温度稳定性高、比表面积大、抗化学性良好、在恶劣环境下使用的寿命长[1].这些特性使其在熔融金属、热气筛选和离子交换过滤、热保护系统、热交换、催化剂载体和耐高温管道上获得了应用[1~6].SiC陶瓷泡沫另外一个可能的应用是制备两相三维互连复合材料[7,8].虽然SiC陶瓷泡沫具有很多特殊性质,但还没得到普遍的应用,主要是因为其制备成本相对较高和泡沫性能差所致.过去10年里,人们为改进陶瓷泡沫的制备工艺提出了大量的新方法并被证明是可行的.最常用的制备开放结构陶瓷泡沫的方法有复制聚亚胺酯(PU)泡沫法、化学气相沉积法(CVD)和直接泡沫化方法[9~12].这些方法虽然可以使制备的SiC陶瓷泡沫达到一定的强度,但仍不能满足急剧增长的对陶瓷泡沫强度的需要,这是制约其应用的最大...  (本文共5页) 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》2011年S1期
稀有金属材料与工程

SiC陶瓷的低温力学和热学性能研究

随着科学技术的不断进步,低温技术的应用越来越广,例如航空航天、超导、高能物理、受控热核聚变、生物医学和生命科学等,因而应用于低温下的材料受到了科学工作者的极大关注。先进结构陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、化学稳定性好等优点,已在航天、机械、化工、电子、半导体、医学等领域得到越来越多应用。目前,先进结构陶瓷材料在高温和室温下的性能已被广泛研究。然而,有关其在低温或超低温环境下性能研究和应用的报道却很少。目前,只有一些关于Ce-TZP[1]、Mg-PSZ[2]、Y-TZP[3]、Al2O3[4]陶瓷低温性能的研究。SiC陶瓷作为一种重要的结构陶瓷,具有很好的热和化学稳定性和优异的抗辐射性能[5,6],但到目前为止,关于SiC陶瓷低温性能的研究报道却很少。本实验详细研究了常压烧结SiC陶瓷的低温力学和热学性能,讨论温度变化对其性能的影响,并探讨SiC陶瓷作为低温材料的应用前景。1实验本实验所用的SiC陶瓷为常压烧结制备(添加剂为B...  (本文共4页) 阅读全文>>

《陶瓷》2012年10期
陶瓷

制备SiC陶瓷超细粉的工艺影响的研究(Ⅱ)

(续上期)经过比较,可以看出加入水量为2.0mL、2.5mL的样品均有β-SiC生成;加入水量为3.0mL的样品没有β-SiC生成,但加入水量为2.5mL的样品存在高强度的SiO2的衍射峰,这是因为随着加入水量的增加,硅醇盐的水解位置也增多,同时由于水阻碍了缩合反应进行,每个Si上的OH根的数目也相应增加,这将提高水解产物交联程度,使得TEOS水解时形成了高交联度的SiO2无规网络[9]。在1600℃时,SiO2与碳的反应缓慢,导致产生大量的SiO2,但未能生成β-SiC,若使β-SiC生成必须提高反应温度,就需要增加能源的消耗,不利于节能减排和工业化生产,因此加入水量选择在3mL以下,较为合适。2.2.3水用量对粉体粒径的影响对加入水量分别为2.0mL、2.5mL、3.0mL的粉体,利用透射电镜观察其外观形貌,如图5所示。(a)加入水量2.0mL(b)加入水量2.5mL(c)加入水量3mL图5不同加水量时粉体的透射电镜照片从加...  (本文共3页) 阅读全文>>

权威出处: 《陶瓷》2012年10期
《陶瓷》2008年09期
陶瓷

反应烧结制备SiC陶瓷的研究进展

碳化硅陶瓷具有机械强度高、耐高温、抗氧化性强、热稳定性能好、热导率大、耐磨损性能好、耐化学腐蚀性能好、硬度高、抗热震性能好等优良的特性。碳化硅是所有非氧化物陶瓷中抗氧化性能最好的一种。碳化硅陶瓷不仅在高新技术领域发挥着重要的作用,而且在冶金、机械、能源和建材化工等热门领域也拥有广阔的市场。随着高新技术的不断发展,对碳化硅陶瓷的要求也越来越高,需要不同层次和不同性能的各种产品。早在20世纪50年代,Popper[1]首次提出反应烧结制备碳化硅。其基本原理是:具有反应活性的液硅或硅合金,在毛细管力的作用下渗入含碳的多孔陶瓷素坯,并与其中的碳反应生成碳化硅,新生成的碳化硅原位结合素坯中原有的碳化硅颗粒,浸渗剂填充素坯中的剩余气孔,完成致密化的过程。1反应烧结碳化硅的制备工艺1.1传统烧结传统反应烧结的制备工艺如下:SiC粉和C粉混合→成形→烘干→气氛保护排焦→高温渗Si→后续加工。传统烧结法对碳化硅要求原材料的质量较高,工艺收缩率大,...  (本文共5页) 阅读全文>>

权威出处: 《陶瓷》2008年09期
《材料导报》2009年21期
材料导报

复杂形状SiC陶瓷的模板法成型研究进展

0引言随着科学技术的发展,尤其现代国防、空间技术以及汽车工业的迅猛发展,对材料的性能提出了越来越高的要求,不仅要求材料具备良好的机械性能,而且要求其具有良好的物理性能。其中SiC就是一种具有良好综合性能的材料,已在众多工业领域得以应用[1-3]。例如航空航天工业利用SiC的耐高温、耐冲刷、高比刚度及耐腐蚀等性能制备火箭发动机燃烧室内壁、喷嘴及鼻锥;汽车工业利用SiC的低摩擦、高强度及耐热振等性能制备涡轮增压器转子;核工业利用SiC的耐辐射制备轴套。SiC是Si-C系中唯一稳定的化合物。SiC的Si-C键在成键时形成sp3杂化轨道,由此形成类金刚石结构的四面体结构单元。SiC的强共价键性使得SiC颗粒通常需使用烧结添加剂及施加压力才能制得致密的SiC块体[4-7],但是压力的施加阻碍了复杂形状SiC的成型。在SiC陶瓷的众多制备工艺中,以多孔碳质坯体为模板通过反应烧结能实现SiC陶瓷的复杂成型及净成型,其复杂成型能力源于坯体的易成...  (本文共5页) 阅读全文>>