凝胶注模和反应熔渗SiC陶瓷基零件素坯缺陷控制及高温力学性能研究

• 作者: 冯朋帅 卢秉恒 曹继伟 李涤尘 鲁中良
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 凝胶注模 反应熔渗 碳化硅 短碳纤维 高温力学性能
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 页码范围: 63-69
• 页数: 7页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/xjtuxb201902009

摘要

针对凝胶注模和反应熔渗SiC陶瓷零件由于炭黑团聚、含量不足引起的坯体宏观裂纹、残留硅含量过高等问题,提出了一种有效控制陶瓷组织缺陷与残硅含量、提升陶瓷零件高温力学性能的方法.以短碳纤维代替炭黑作为碳源,通过实验对比分析了碳纤维与炭黑在陶瓷浆料中的分散性,以及这两种碳源对陶瓷素坯质量的影响规律;采用扫描电子显微镜和X射线衍射等手段研究了碳纤维和SiC陶瓷微观结构及其物相组成,并探讨了碳纤维体积分数对反应熔渗SiC陶瓷基零件高温性能的影响规律.结果表明:较之炭黑,短碳纤维在陶瓷浆料中具有良好的分散性,干燥后陶瓷坯体内大尺寸气孔和裂纹等缺陷得到有效控制;在反应熔渗过程中,碳纤维溶解到液硅中并生成β-SiC取代残硅,填充了陶瓷坯体的剩余孔隙;当碳纤维体积分数增加时,陶瓷坯体中的残硅含量得到有效控制;碳化硅陶瓷高温(1 350℃)力学性能指标随着碳纤维体积分数增加,先增大后减小,当碳纤维体积分数为20％时达到最大,高温弯曲强度、断裂韧性分别为(343±19) MPa、(5.04±0.27) MPa ·m1/2.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李涤尘	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	322	3761	29.0	47.0
2	卢秉恒	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	387	5973	36.0	56.0
3	鲁中良	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	28	253	8.0	15.0
7	曹继伟	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	4	5	2.0	2.0
11	冯朋帅	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	2	2	1.0	1.0