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六方氮化硼基陶瓷

科研人员将反应原料预先压制成气孔率为35~55%的原料预制坯,在氮气压力不小于70MPa下,  (本文共1页) 阅读全文>>

山东大学
山东大学

镍包覆六方氮化硼自润滑陶瓷刀具及其性能研究

本文针对传统自润滑陶瓷刀具不能兼顾减摩性能和力学性能的难题,利用金属增韧补强作用对其进行微观结构改性,研制了添加金属包覆固体润滑剂复合粉体的新型自润滑陶瓷刀具。该刀具材料以氧化铝(A1203)为基体,碳化钨钛固溶体((W,Ti)C)为增强相,氧化镁(MgO)、氧化钇(Y203)为烧结助剂,六方氮化硼(h-BN)为润滑剂,镍(Ni)为包覆层金属。其中,润滑剂分别为微米h-BN(h-BNμ)、纳米BN(h-BNn)和h-BN纳米片(BNNS)三种尺度的h-BN。揭示了不同尺度的h-BN对刀具材料的微观结构、力学性能、摩擦磨损和切削性能的影响规律。采用以水合胼为还原剂的化学镀工艺分别制备了 Ni包覆三种尺度h-BN的复合粉体,即h-BNμ@Ni、h-BNn@Ni和BNNS@Ni。由于传统的酸基敏化液对h-BN粉体的润湿性较差,为提高敏化效果,提出并应用了醇基敏化液。为解决纳米h-BN和BNNS由于比表面积大而易引起镀液分解的问题,提出...  (本文共167页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

六方氮化硼基复合陶瓷燃烧合成机理与工艺研究

六方氮化硼(hexagonal boron nitride,h-BN)是一种优良的高性能结构陶瓷。现代科学技术的发展对陶瓷的低成本、高性能更提出高要求。本文以价格相对低廉的B4C为B源,以Si和Ti为还原剂,在高压氮气环境中采用燃烧合成-热等静压方法,低成本制备出性能优良的h-BN基复合陶瓷。由于h-BN陶瓷的低弹性模量、热膨胀系数和高的热导率,该体系的结构陶瓷具有优良的耐腐蚀性以及抗热震性能。首先对B4C-Si-N2体系进行了热力学和动力学分析,研究了该体系的反应机理,分析了毛坯致密度、反应氮气压力和稀释剂对反应过程和产物性能的影响。研究表明,随反应氮气压力增加,致密化作用增强,产物相对密度提高,力学性能大幅提高,但120MPa氮气压力下有Si_3N_4相生成;随毛坯相对密度的提高,产物致密度先升高后降低,在毛坯致密度52.3%有最大值,其原因是过高的毛坯致密度提高了氮气的渗透阻力,导致反应不完全;稀释剂SiC、BN的加入降低...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

六方氮化硼新型胶态成型技术及无压烧结致密化机理研究

六方氮化硼(h-BN)是一种片状结构陶瓷材料,具有高熔点,热膨胀系数小,热导率高等优点,但是其烧结性能较差,目前六方氮化硼陶瓷制品的主要制备方法是采用热压烧结的方法,但是热压烧结的方法对制品的几何尺寸有明显的限制。并且六方氮化硼作为一种瘠性材料,其复杂形状坯体成型非常困难,传统的成型方法难以获得复杂形状的坯体。因此六方氮化硼陶瓷的无压烧结和新型成型技术研究是六方氮化硼陶瓷材料实际应用的基础。陶瓷凝胶注模成型工艺是一种新颖的成型工艺,具有很好的应用前景。它将高分子化学单体聚合的思路引入到陶瓷成型工艺中,可制备高强度、高均匀性的陶瓷坯体。本课题针对h-BN陶瓷的凝胶注模成型工艺中的低粘度且高固相体积分数浓悬浮体的制备,对比研究了PAA(聚丙烯酸)和PMAA(聚丙烯酸铵改性)对h-BN浆料流变特性的影响。结果表明:对于该体系用PAA(聚丙烯酸)分散剂比PMAA(聚丙烯酸铵改性)更有效。同时,对六方氮化硼复杂形状陶瓷件采用凝胶注模工艺成...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

六方氮化硼表面纳米结构制备及表征研究

自2004年石墨烯被成功分离之后,一系列其它二维晶体材料神秘的面纱被慢慢地揭开,其中六方氮化硼(h-BN)是一种晶格结构、物理性质和石墨烯既相似又互补的二维层状晶体材料。如今已有很多科学家通过探索制备出石墨烯—氮化硼异质结等材料结构来研究其在微电子器件上的应用前景。本文主要通过h-BN表面纳米沟槽的刻蚀和气泡制备来研究六方氮化硼表面微纳结构的制备与表征。在h-BN表面刻蚀部分,研究了六方氮化硼表面纳米槽的刻蚀工艺及影响因素。首先,通过采用纳米颗粒作为刻蚀催化剂,在h-BN表面获得各向异性良好的直线型h-BN表面纳米沟槽,并将其设定为标准常规工艺,在此基础上分别在还原性刻蚀气氛和氧化性刻蚀氛围下,实现h-BN表面纳米沟槽的长度、深度、宽度和密度的可控刻蚀。探索了六方氮化硼表面纳米沟槽刻蚀的各种影响因素,研究了h-BN表面线刻蚀各向异性随气体压强以及刻蚀气氛浓度的改变所产生的相应变化规律。在气泡研究部分,利用化学气相沉积的管式炉在等...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

海南大学
海南大学

高性能六方氮化硼陶瓷材料的制备和研究

六方氮化硼陶瓷具有高的化学稳定性,优良的润滑性,出色的高温稳定性和抗热震性,高的导热系数,低介电常数和介电损耗,在高温下作为结构和功能材料具有广泛的应用。然而,由于其片状结构和稳定的化学性质,现有的工艺难以将六方氮化硼粉体烧结成致密的陶瓷块体。以往的工作一般通过热压烧结制备六方氮化硼陶瓷,且需要添加烧结助剂以提高烧结密度。单纯的热压烧结无法制备出高密度六方氮化硼陶瓷,但烧结助剂的存在会对六方氮化硼陶瓷的高温稳定性和介电性能造成严重不良的影响。目前制备的六方氮化硼陶瓷的综合性能远不能令人满意。我们提出了一种全新的自致密化烧结机制,通过放电等离子体烧结制备得到一种高密度、高性能的六方氮化硼陶瓷材料,该工艺采用立方氮化硼作为烧结助剂和增强相。在烧结过程中,立方氮化硼颗粒转化为六方相的氮化硼洋葱且伴随显著的体积膨胀,填充了六方氮化硼片中间的空隙,因而在相对较低的烧结温度(1700℃)下制备了致密度为97.6%的高性能六方氮化硼陶瓷。所制...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

六方氮化硼的振动问题研究

六方氮化硼(h-BN)是一种二维层状纳米材料,具有优异的力学、光学、电学和热学性能,在复合材料、光电、高温传热等方面具有令人期待的应用前景。本文通过分子动力学模拟、连续介质板理论以及密度泛函紧束缚方法研究h-BN的振动特性。(1)通过分子动力学模拟计算了单层h-BN的弯曲刚度和泊松比,研究了温度、尺寸和预应力对单层h-BN热振动的影响。四边固支的Kirchhoff板模型的理论结果与分子动力学模拟结果吻合得很好,能够很好地预测单层h-BN的热振动行为。通过分子动力学模拟发现,在极化方向电场作用下单层h-BN的前四阶频率呈线性变化,一阶固有频率不断减小;正向和反向的非极化方向电场作用下,单层h-BN的固有频率均不断减小;正向和反向的横向电场作用下,单层h-BN的固有频率均不断增大。同一面内电场强度下方向为45-90度时,单层h-BN的固有频率变化明显。(2)通过分子动力学模拟和理论分析得到双层氮化硼的范德华相互作用系数。分析不同堆叠...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>