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多孔重结晶碳化硅陶瓷的制备与力学性能表征

文章出处:先进陶瓷展网责任编辑:作者:新之联伊丽斯展览人气:-发表时间:2022-05-09 16:20:00【

多孔重结晶碳化硅陶瓷(recrystallizedsiliconCarbides,RSiC)由于纯度极高、不含晶界杂质相而具有优异的高温力学性能、热稳定性、耐腐蚀性能、高热导率以及较小的热膨胀系数,作为高温结构材料广泛用于航空航天等领域。而且由于烧结过程中不收缩,可以制备形状复杂、精度较高的部件。

目前,针对RSiC的研究和应用,一方面在于提高其致密度用于极端环境服役的高温结构材料,另一方面在于提高其气孔率用于高温过滤催化用的多孔结构/功能材料。

高温过滤催化用多孔材料,如用作柴油车尾气颗粒物过滤器(DieselParticulateFilter,DPF)的多孔SiC陶瓷,要求有高的孔隙度以保证透气性,合适的孔径尺寸以保证适中的压差,同时应具备高的力学性能以适合高温承载条件下使用。多孔陶瓷的力学性能主要取决于材料的微观结构,如气孔率、孔径形态、孔径尺寸和分布、烧结颈等,多孔材料的制备工艺决定了其微观结构。

采用气固反应结合重结晶两步烧结法制备多孔SiC陶瓷。首先以微米SiC颗粒作为骨架,通过SiO气体和纳米炭黑的高温气固反应得到纳米碳化硅均匀分布的预烧结体;再对预烧结体进行重结晶处理,通过纳米SiC颗粒的低温蒸发凝聚获取高纯度的SiC多孔陶瓷。研究了重结晶过程中烧结温度对多孔SiC陶瓷的烧结颈、显微形貌、力学性能的影响规律,以及多孔材料组织参数与性能的关系。

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