凝膠注模成型法制備Zrb2-SiC復合材料的研究.pdf

1、ZrB2-SiC復合材料因為具有熔點高和硬度高，導電、導熱性好等諸多優(yōu)點而廣泛應用于高溫結構陶瓷材料、耐火材料、電極材料以及航空航天等諸多領域當中。目前ZrB2-SiC復合材料的制備工藝尚不成熟，熱壓燒結只能制成形狀簡單，難以后續(xù)加工，且成本昂貴的成品。為了制備具有復雜形狀、密度高、缺陷少的ZrB2-SiC復合材料，采用凝膠注模成型，它將高分子化學單體聚合方法靈活的應用在陶瓷粉體的成型方面，從而獲得強度高、均勻性好且可有機加工的陶瓷坯體

2、。然后經過脫模、干燥、脫脂并最終燒結，即得到成品。
　　采用溶膠一凝膠成型制備ZrB2-SiC復合材料，主要分析PH、分散劑、固相含量、有機單體含量對ZrB2-SiC漿料粘度的影響。實驗結果表明，當PH值為10.3，分散劑含量為0.92wt％，有機單體含量為3.2wt％時，就可以制得固相含量為45vol％，粘度為608mPa.s的ZrB2-SiC漿料。
　　ZrB2-SiC復合材料采用熱壓燒結，通過ZrB2和SiC粉料的不同

3、配比(四組配比)以及燒結壓力和燒結溫度的改變來研究其對ZrB2-SiC復合材料的彎曲強度、斷裂韌性、硬度以及抗氧化性的影響。實驗結果表明：當ZrB2和SiC配料比為4:l，燒結溫度為1750℃，保溫時間為30min，壓力是30MPa時，ZrB2-SiC復合材料的綜合性能達到最佳。ZrB2-SiC復合材料的最佳力學性能為：硬度(HRA)為85，彎曲強度為669.5MPa，斷裂韌性KIc為7.8MP.am1/2，本實驗測得的ZrB2-SiC

4、復合材料的力學性能相對于以往有了顯著的提高。
　　殘余應力、裂紋偏轉、裂紋橋連和晶粒細化對ZrB2-SiC復合材料的強韌化起著至關重要的作用，其中晶粒的細化不僅有利于復合材料強度的提高，而且增多了晶粒邊界，同時提高了斷裂韌性。
　　結合XRD、SEM、等方法，研究了ZrB2-SiC復合材料燒結后的相組成和微觀結構。測試結果表明：復合材料的主要相組成為ZrB2和SiC，在燒結過程中沒有新相出現(xiàn)。SiC顆粒均勻分布在ZrB2基體