SiC粉體制備及陶瓷材料液相燒結(jié)

內(nèi)容概要

陶瓷材料在國(guó)防、機(jī)械、化工、冶金、電子等領(lǐng)域中具有廣泛的用途。在眾多的陶瓷材料中，碳化硅(SiC)由于其硬度高、高溫穩(wěn)定性好、膨脹系數(shù)低和熱傳導(dǎo)性?xún)?yōu)良，一直是世界各國(guó)材料學(xué)者研究的熱點(diǎn)。1974年，美國(guó)科學(xué)家S．Prochazke首次通過(guò)無(wú)壓燒結(jié)工藝成功制備出致密的SiC陶瓷材料之后，SiC才真正作為陶瓷材料而得到應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，SiC陶瓷的性能在不斷提高，在各行各業(yè)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，已經(jīng)成為發(fā)展迅速的幾種陶瓷材料之一。但由于SiC陶瓷所固有的脆性，其使用范圍并沒(méi)有達(dá)到人們的預(yù)期。    最近幾十年來(lái)；我國(guó)SiC陶瓷材料的研究和生產(chǎn)都取得了很大的發(fā)展，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了許多專(zhuān)門(mén)從事SiC陶瓷材料研究和生產(chǎn)的單位，并不斷有各種類(lèi)型的SiC產(chǎn)品出現(xiàn)，SiC陶瓷材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用也正在逐步顯現(xiàn)。但目前，我國(guó)SiC陶瓷材料的制品水平和國(guó)外相比還有一定的差距。    目前SiC陶瓷材料的發(fā)展方向，一是追求SiC粉體的超細(xì)化，二是通過(guò)復(fù)合方法追求SiC陶瓷材料的高韌性，三是通過(guò)改進(jìn)制備工藝，追求制品的低成本化。本書(shū)介紹了SiC粉體制備和SiC陶瓷致密化燒結(jié)的最新發(fā)展，并著重介紹了碳熱還原法和濕化學(xué)制備SiC超細(xì)粉體的方法，以及液相燒結(jié)制備SiC—YAG陶瓷復(fù)合材料的過(guò)程，可以作為從事siC陶瓷材料研究和生產(chǎn)人員的參考。

書(shū)籍目錄

第一章 SiC的晶體結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用  1.1 晶體結(jié)構(gòu)　1.2 性能及應(yīng)用　本章參考文獻(xiàn)第二章 SiC粉體表征及制備方法  2.1 SiC粉體特性表征  2.2 SiC粉體的制備方法  本章參考文獻(xiàn)第三章 配料與凝膠注模成型　3.1 混料　3.2 陶瓷材料的成型　本章參考文獻(xiàn)第四章 SiC陶瓷材料的致密化燒結(jié)　4.1 SiC陶瓷材料的熱壓燒結(jié)與熱等靜壓燒結(jié)　4.2 SiC陶瓷材料的反應(yīng)燒結(jié)　4.3 SiC陶瓷材料的無(wú)壓燒結(jié)　4.4 液相燒結(jié)SiC-YAG陶瓷復(fù)合材料的增韌機(jī)理　本章參考文獻(xiàn)第五章 碳熱還原法合成SiC粉體　5.1 碳熱還原反應(yīng)　5.2 氣體分壓的作用　5.3 SiC粉體合成的TG-DSC綜合熱分析　5.4 反應(yīng)速度　5.5 反應(yīng)溫度　5.6 催化劑的作用  本章參考文獻(xiàn)第六章 稀土元素的作用  6.1 稀土元素La對(duì)合成SiC粉體TG-DSC的影響  6.2 稀土元素La的含量對(duì)SiC粉體純度的影響  6.3 稀土元素La的含量對(duì)SiC粉體形貌的影響  6.4 稀土元素La對(duì)合成溫度的影響  6.5 稀土元素La對(duì)保溫時(shí)間的影響  6.6 稀土元素Ce的作用  本章參考文獻(xiàn)第七章 濕化學(xué)法制備SiC粉體  7.1 SiC粉體的表面改性  7.2 Si源前驅(qū)體制備及表面改性  7.3 碳粉的表面改性  7.4 EtOH／TEOS體積比對(duì)產(chǎn)物微觀形貌的影響  7.5 氨水濃度對(duì)產(chǎn)物微觀形貌的影響  7.6 SiC粉體的表面改性  本章參考文獻(xiàn)第八章 共沉淀包覆制備SiC-Al2O3-Y2O3陶瓷粉體　8.1 SiC-AL2O3-Y2O3復(fù)合粉體的表面電荷狀態(tài)  　8.2 SiC-Al2O3-Y2O3復(fù)合懸浮粒子之間的相互作用　8.3 pH值對(duì)SiC-Al2O3-Y2O3復(fù)合粉體分散性的影響　8.4 分散劑對(duì)SiC-Al2O3-Y2O3復(fù)合粉體漿料流動(dòng)性的影響　8.5 SiC-Al(OH)3-Y(0H)3復(fù)合粒子的包覆原理　8.6 pH值對(duì)SiC-Al(OH)3-Y(oH)3復(fù)合粒子包覆性的影響　8.7 沉淀劑加入速度對(duì)SiC-Al(OH)3-Y(oH)3復(fù)合粒子包覆性的影響　8.8 SiC-Al(OH)3-Y(oH)3復(fù)合粉體在煅燒過(guò)程中的物相變化　8.9 煅燒溫度對(duì)SiC-Al2O3-Y2O3復(fù)合粉體分散性的影響　8.10 煅燒溫度對(duì)對(duì)SiC-Al2O3-Y2O3復(fù)合粉體燒結(jié)性能的影響　本章參考文獻(xiàn)第九章　機(jī)械混合法制備SIC-YAG陶瓷復(fù)合材料第十章　共沉淀包覆制備SIC-YAG陶瓷復(fù)合材料

章節(jié)摘錄

　　第一章 SiC的晶體結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用　　1.2　性能及應(yīng)用　　sic可用來(lái)制備新一代的機(jī)械密封材料。機(jī)械密封是通過(guò)兩個(gè)密封端面材料的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)進(jìn)行的，所以要求作為密封端面的材料必須硬度高、耐磨損。SiC陶瓷材料的硬度相當(dāng)高而且摩擦系數(shù)小，所以可以達(dá)到其他材料無(wú)法達(dá)到的滑動(dòng)特性。為避免端面的密封材料在旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)中產(chǎn)生熱應(yīng)變和熱裂紋，還要求端面密封材料具有高的熱導(dǎo)率和抗熱震性能。而siC陶瓷材料除具有高的熱導(dǎo)率、高抗熱震性、高硬度、高耐磨性和相當(dāng)小的摩擦系數(shù)外，還具有自潤(rùn)滑特性，很適合做機(jī)械端面的密封材料，被認(rèn)為是金屬、氧化鋁、硬質(zhì)合金以來(lái)的第四代基本材料，用于滑動(dòng)軸承、耐腐蝕、耐磨損的管道、閥門(mén)和風(fēng)機(jī)葉片等。目前，SiC陶瓷材料已經(jīng)在各類(lèi)機(jī)械密封中得到大量的使用，為機(jī)械設(shè)備的高效、節(jié)能作出了較大的貢獻(xiàn)?！　ic陶瓷材料具有的高硬度、高耐腐蝕性，使其被廣泛用做密封環(huán)、研磨介質(zhì)、噴嘴、研磨盤(pán)、磁力泵的泵件和高溫耐腐蝕部件等。siC陶瓷材料所具有的導(dǎo)熱系數(shù)高、抗蠕變性能好和高溫穩(wěn)定性好等一系列的優(yōu)良特點(diǎn)，使其非常適合于高溫結(jié)構(gòu)材料和耐火材料，因而也是制造陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)零部件（如陶瓷活塞、活塞頂、熱電塞、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、預(yù)燃燒室、氣門(mén)和汽缸套等）的候選材料之一。SiC陶瓷材料用做耐火材料已有很長(zhǎng)的歷史，在鋼鐵冶煉中，用做鋼包磚、水口磚、塞頭磚；在有色金屬冶煉中，用做爐襯、熔融金屬的輸送管道、過(guò)濾器和坩堝等；在空間技術(shù)中，SiC陶瓷材料可用做火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴；在冶金行業(yè)，Sic陶瓷材料可用做熱電偶保護(hù)套、電爐盤(pán)、高溫氣體過(guò)濾器、燒結(jié)匣缽、墊板等。如果在比較低的溫度使用，可以有效地利用SiC這種材料的高彈性模量、高強(qiáng)度、耐磨損、高熱傳導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)等特性，制作機(jī)械行業(yè)用的量規(guī)、精密軸承、抗磨密封件，特別是用做帶有固體粒子沖刷的泥漿泵的密封件，這時(shí)siC陶瓷材料可顯示出比硬質(zhì)合金材料更優(yōu)越的特性?！　∫?yàn)镾ic陶瓷材料具有高的熱傳導(dǎo)率，所以它的另一個(gè)重要用途是制作熱交換器。采用SiC陶瓷材料制作的熱交換器，可以節(jié)省大量的燃料。

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