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《哈尔滨工业大学》 2006年
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SiC-BN-C复合材料的反应合成及氧化行为研究

文磊  
【摘要】: 本文采用反应热压烧结工艺制备了SiC-BN-C复合材料,并以现代分析方法研究了烧结温度和成分对复合材料的组织结构、室温力学性能高温氧化行为的影响规律和特点,阐明了复合材料的强化机制和高温抗氧化机理。复合材料的致密度随着烧结温度的升高而增大,但烧结温度升高到2000℃以上后,致密度只有微小的增量,碳含量为50vol%的试样C50在1900℃致密度为60%,2000℃达到84.94%,2100℃时为86.09%。 微观组织结构分析表明,烧结温度和碳含量对材料内部组织结构有很大影响,随着烧结温度的升高和碳含量的增大,材料内部层片状组织明显增多,并可以观察到SiC以颗粒状的形态均匀分布在C基体中。 力学性能测试结果表明,随着烧结温度的升高,复合材料的致密度、室温弯曲强度、断裂韧性和硬度逐渐升高,C50试样的最高值分别为:89.06%、133.7MPa、2.0MPa·m~(1/2)和0.53GPa。不同成分配比的SiC-BN-C复合材料的致密度、弯曲强度、断裂韧性和硬度随着碳含量的增加而降低。 研究了SiC-BN-C复合材料在不同温度下的氧化行为,并结合复合材料的显微结构分析,系统的分析了复合材料的氧化机理。复合材料在600℃,800℃和1000℃空气中的氧化失重与C材料相比显著降低。复合材料的失重量随着氧化温度的升高先增大后减小,即在800℃氧化时失重率达到最大,复合材料在600℃和800℃氧化时没有形成氧化层,800℃时除了C的氧化失重,还伴有B_2O_3的大量挥发,所以失重达到最大,1000℃形成SiO_2氧化层,一方面抑制了B_2O_3的大量挥发,另一方面阻止氧进入基体内部,SiO_2氧化层的形成显著增强了材料的抗氧化性。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB332

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