SiC-AIN系強靭性固溶体と複合体の焼結合成と特性評価

SiC-AIN基坚韧固溶体及复合材料的烧结合成及性能评价

基本信息

批准号：
05750628
负责人：
李敬鋒
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

炭化ケイ素(SiC)セラミックスは1500℃以上でも高い強度を示し耐熱性に優れており、窒化ケイ素よりもさらに高温で安定に使用できると期待されているが、室温強度と破壊靭性が十分でない欠点がある。本研究では、窒化アルミニウム(AIN)との固溶化(いわゆるセラミックアロイング)を行うことにより、従来の炭化ケイ素より高い強度と靭性を示すSiC-AIN系セラミックスを合成することができた。具体的に、まず、炭素還元反応法を取り上げ、平均粒径が約0.3mumのSiC-AIN固溶体および複合体粉末を合成できた。その反応課程と固溶体の組成範囲を詳しく調べ、合成反応モデルを提案した。次に熱間等方圧成形法により焼結固化を行い炭化ケイ素単体粉末より低い焼結温度で緻密なSiC-AIN固溶体および複合体を作製した。機械的性質を評価した結果、SiC-AIN固溶体と複合体はそれぞれSiC単体焼結体より2倍程度高い強度(最高値1000MPa)あるいは破壊靭性(最高値6.5MPam^<1/2>)を示し、SiCの強靭化に対してセラミックアロイングの有効性を明らかにした。さらに炭素還元反応法の他に、SiC粉とAIN粉の素粉末混合体を調製し、加圧焼結と常圧焼結法によりSiC-AIN系固溶体と複合体を作製し、組織観察、相分析および特性評価を行い、合成プロセスと特性との関係を明らかにした。本系材料は従来の炭化ケイセラミックスより高い強靭性を有すると共に、組成と組織を制御することにより熱伝導率などの物性を幅広く制御できる特徴があるため、遮熱性と耐熱性が要求される環境において使用できることが分かった。

血清碳化物（SIC）ceramix在1500°C或更高时高，具有极好的耐热性，并且在温度更高的情况下使用的耐热性比硝酸硅更高，但没有足够的室温强度和破坏性韧性的劣势。是。在这项研究中，一种基于SIC-AIN的陶瓷比常规碳化硅表现出更高的强度和韧性，能够与氮化铝（AIN）合成结合（所谓的陶瓷铝）。具体而言，首先采用了碳还原反应方法，而平均粒径的SIC-ain实心溶液和复杂粉末约为0.3 MUM。详细检查了反应过程和固体组成范围，并提出了合成反应模型。接下来，通过热压格式方法进行热凝固，并在低于硅酸盐粉末的烧结温度下产生密集的SIC-ain固体溶液和复合物。由于评估机械性能，SIC-ain实心溶液和复合物的强度（最大值1000 MPa）或破坏的韧性（最大值6.5MPAM^<1/2>）。因SIC的韧性而被澄清。此外，除了碳赎回反应方法外，还制备了SIC粉末和AIN粉的餐饮混合物，并通过压力烧结和恒定压力烧结方法制备SIC-AIN固体可溶性和复杂的，以及组织观察，组织观察，评估了分析和特征，并揭示了合成过程和特征之间的关系。该材料的稀有性比常规的CAY Seramix更高，并且具有控制组合物和组织的特征，因此它需要热量 - 耐热性和耐热性。