纳米碳颗粒/碳化硅陶瓷基复合材料的氧化行为

编号：TCHY00205

篇名：纳米碳颗粒/碳化硅陶瓷基复合材料的氧化行为

作者：陆有军； 王燕民； 吴澜尔； 黄振坤；

关键词：纳米碳颗粒； 碳化硅； 陶瓷基复合材料； 氧化行为；

机构： 华南理工大学材料科学与工程学院； 北方民族大学材料科学与工程学院； 教育部特种功能材料重点实验室； 美国密西根大学材料系；

摘要： 以微米硅(Si)和纳米碳黑(Cp)粉体为主要原料,采用经机械化学法合成的碳化硅(SiC)和15%和25%的纳米碳颗粒与碳化硅(Cp-SiC)的复合粉体,并经无压烧结得到了Cp/SiC陶瓷基复合材料,分析了在不同温度条件下Cp/SiC烧结体的氧化行为。结果表明:当温度小于700℃时,Cp/SiC复合陶瓷在空气中的氧化受C—O2反应控制,致使其为均匀氧化;700℃时,氧化后的复合材料显气孔率最大,弯曲强度达极小值;大于700℃,氧化过程受O2的气相扩散控制,呈非均匀氧化;700~900℃之间,O2通过微裂纹的扩散控制着Cp/SiC的氧化过程;900~1 100℃之间,O2通过SiC缺陷的扩散控制着Cp/SiC的氧化过程,并在1 000℃时的最初的2 h内,复合材料弯曲强度增大,且达到了极大值。同时表明,纳米碳含量是影响复合材料强度及氧化行为的关键因素,添加纳米碳质量分数为15%的Cp/SiC复合陶瓷可以作为一种抗氧化性能优良的玻璃夹具材料。