Sialon结合SiC材料的制备与性能研究

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在流动氮气气氛下,以金属硅、金属铝和氧化铝为原料来合成Sialon,制备了赛龙结合碳化硅材料。借助XRD、SEM等手段研究了升温制度、氧化铝原料来源对Sialon合成的影响;利用正交试验法研究了氮气流量、氮化温度和氮化时间因素对Sialon合成的影响;研究了不同Al2O3(α-Al2O3微粉、棕刚玉粉、白刚玉粉)来源和不同外加剂(粘土和Si3N4)对Sialon-SiC复合材料性能影响。实验结果表明:(1)在1100℃保温氮化试样的氮化率高于在1150℃、1200℃保温氮化的试样;其残余Si量少且分布均匀,1150℃、1200℃保温氮化试样残余硅熔聚现象严重。1100℃保温氮化比在1150℃、1200℃保温氮化更利于Sialon的合成。(2)氮气流量、最高保温点、保温时间均不是合成Sialon关键影响因素。最高保温点对Sialon合成的影响要大于氮气流量和保温时间。(3)以Al2O3与金属硅、金属铝反应合成Sialon:棕刚玉粉、白刚玉粉更利于金属硅的氮化,利于合成Sialon;致密刚玉粉、板刚玉粉次之;在相同氮化条件下a-Al2O3微粉与金属硅、金属铝反应合成Sialon,残余Si量最多。(4)白刚玉粉制备Sialon/SiC复合材料的体积密度,气孔率,常温耐压强度、抗折强度最好;棕刚玉粉制备的Sialon/SiC复合材料抗氧化性和热震稳定性能最好。(5)添加粘土的Sialon/SiC复合材料试样常温力学性能和抗氧化性,抗热震性最好;添加Si3N4试样的常温力学性能和抗氧化性能最差。
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