復(fù)合材料工藝及設(shè)備-預(yù)覽頁
【正文】 碳化硅 基陶瓷材料應(yīng)用于機(jī)械密封、金屬加工切削和金屬冶煉工業(yè)中。 文庫專用 44 研究方向： 主要集中于纖維與基體之間的相容性；低溫制備技術(shù)；纖維表面處理技術(shù)。 2. 低溫制備技術(shù) 文庫專用 47 目的：主要改善纖維（晶須）與基體在物理上和化學(xué)上的相容性，提高纖維（晶須）與基體的結(jié)合強(qiáng)度，減少或避免纖維與基體之間的有害化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，從而提高復(fù)合材料的性能。 陶瓷基復(fù)合材料所用原材料 文庫專用 51 晶須放大照片 碳化硅晶須樣品 文庫專用 52 2. 基體材料 常用的有 SiC、 Si3N Al2O C、 BN、 ZrOMgO和 SiO2等。 ? 具有很高的熱傳導(dǎo)能力，在陶瓷中僅次于氧化鈹陶瓷。 ? 抗熱震性能和抗高溫蠕變性能比其它陶瓷材料好； ? 硬度高，摩擦系數(shù)低，為 ，是一種極其優(yōu)良的耐磨材料； ? 具有自潤(rùn)滑性，可在無潤(rùn)滑的磨損條件下工作； 氮化硅陶瓷的特點(diǎn) 文庫專用 55 ? 具有良好的耐腐蝕性能，除 HF外，可耐所有無機(jī)酸和某些堿性溶液的腐蝕； ? 可抵抗熔融有色金屬的侵蝕； ? 抗氧化溫度高達(dá) 1000 ℃ ； ? 良好的電絕緣性能。 （ 4）確保增強(qiáng)材料與基體材料界面之間的結(jié)合強(qiáng)度。由于采用石膏模、成本低；此法易于成型大尺寸、外形復(fù)雜的薄壁部件。 文庫專用 60 成型過程：將物料和水經(jīng)研磨后制成一定濃度的懸浮粉漿，注入具有所需形狀的石膏模具，空心注漿時(shí)，在模壁吸附漿料達(dá)要求厚度時(shí)，還需將多余漿料倒出；拆開模具取注件，干燥，燒結(jié)。 文庫專用 63 2. 壓力滲濾工藝 (Pressure filtration)和離心成形 (Centrifugal casting) 壓力滲濾工藝綜合了注漿和注射工藝的優(yōu)點(diǎn)，可得到異形的復(fù)合材料制品，可避免超細(xì)粉或晶須在整個(gè)制備過程中發(fā)生團(tuán)聚和再團(tuán)聚現(xiàn)象。 文庫專用 65 壓力滲濾工藝示意圖 1加壓器； 2壓頭活塞； 3泥漿及預(yù)成型坯件； 4過濾器； 5過濾腔； 6石膏模具 文庫專用 66 將晶須或短切纖維進(jìn)行預(yù)處理，然后采用分散技術(shù)分布于陶瓷基體料漿中，再利用上圖所示的裝置直接加壓滲濾，經(jīng)過燒結(jié)后也可以獲得晶須 (短團(tuán)纖維 )補(bǔ)強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。經(jīng)過上下烘干道，鋼帶又回到初始位置時(shí)就得到所需的薄膜坯體。 (1) 燒結(jié)過程及原理 文庫專用 71 一般燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力為體系的表面能和缺陷能。 固相燒結(jié) 文庫專用 73 球形顆粒的燒結(jié)模型 中期變化 燒結(jié)前 燒結(jié)后期孔隙球化 坯體燒結(jié)過程示意圖 文庫專用 75 在高溫保溫時(shí)，液相燒結(jié)過程的三個(gè)階段： 形成液相和顆粒重排； 固相在液相中的溶解和析出； 固相骨架的形成。 文庫專用 79 為了加速瓷料的燒結(jié)、提高瓷件的致密度，還常常通過給瓷料加高溫的同時(shí)施加外力的方式進(jìn)行瓷料的燒結(jié)，尤其對(duì)一些難于燒結(jié)的材料，加壓燒結(jié)具有無可比擬的優(yōu)越性。 優(yōu)點(diǎn)： ①所需成型壓力??；②降低燒結(jié)溫度、縮短燒結(jié)時(shí)間；③容易獲得接近理論密度、氣孔率接近于零的燒結(jié)體；容易得到細(xì)晶粒的組織和實(shí)現(xiàn)晶體的取向效應(yīng)、可獲得具有良好機(jī)械性能、電性能的制品； 文庫專用 81 缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率低、成本高。但干壓成形時(shí)粉料容易團(tuán)聚，坯體厚度大時(shí)內(nèi)部密度不均勻、制品形狀可控精度差，且對(duì)模具質(zhì)量要求高，復(fù)雜形狀的部件模具設(shè)計(jì)較困難。 文庫專用 86 自本世紀(jì) 30年代開始采用等靜壓成型。因而出現(xiàn)了干袋式等靜壓的方法 (干式等靜壓 )。而且這種方法只適用于大量壓制同一類型的產(chǎn)品，特別是幾何形狀簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，如管子、圓柱等。這種方法是先將原材料 (如制備 Si3N4時(shí)使用 Si粉 )粉末以適當(dāng)方式成形后，在一定氣氛中 (如氮?dú)?)加熱發(fā)生原位反應(yīng)合成所要的材料并同時(shí)發(fā)生燒結(jié)。 文庫專用 96 反應(yīng)燒結(jié)與其他燒結(jié)工藝相比，其主要特點(diǎn)： ① 反應(yīng)燒結(jié)時(shí)，質(zhì)量增加； ②燒結(jié)坯件不收縮，尺寸不變； ③物質(zhì)遷移過程發(fā)生在長(zhǎng)距離范圍內(nèi)，反應(yīng)速度取決于傳質(zhì)和傳熱過程； ④液相反應(yīng)燒結(jié)液相和固相間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 文庫專用 99 （ 1）化學(xué)氣相沉積法 CVD(Chemical Vapor Depositon) C纖 /SiC氣相沉積原理圖示 它是將連續(xù)纖維（或晶須）制成預(yù)成型坯體，而后置于化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)，通過高溫條件下的氣相反應(yīng)形成復(fù)合材料基體物質(zhì)沉積，填充于骨架纖維中，從而直接獲得陶瓷基復(fù)合材料制品。 ? 具體實(shí)現(xiàn)為 :在預(yù)制件內(nèi)施加一個(gè)溫度梯度，同時(shí)施加一個(gè)反向的氣體壓力梯度，迫使反應(yīng)氣體強(qiáng)行通過預(yù)制件。二者的主要差異在于前者的析出的場(chǎng)所是基體的表面，而后者的析出的場(chǎng)所是基體 (預(yù)成形體 )的內(nèi)側(cè)。 文庫專用 112 溶膠 凝膠法 (Sol Gel) 真空浸漬增強(qiáng) 陶瓷基復(fù)合材料示
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