卢国锋
,
乔生儒
,
张程煜
,
焦更生
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.10828
采用化学气相沉积法制备了块体非晶态Si-C-N陶瓷. 用TG/DSC、XRD、SEM和TEM等技术方法研究了所制备的Si-C-N陶瓷的热行为. 研究结果表明: 在热处理过程中, 非晶态Si-C-N首先发生相分离, 分离后的一种相呈颗粒状; β-SiC就是从这种颗粒状的分离相中形成. 在热处理条件下, 非晶Si-C-N的晶化温度约为1200℃; 在加热速率为20℃/min的连续加热条件下, 其晶化温度为1372.6℃. β-SiC在1200℃首先形成, β-Si3N4和α-SiC则在1500℃形成. 在扫描电镜观察中, 热处理后的Si-C-N中出现一种类似于层状的组织, 这种组织的晶化程度较高.
关键词:
非晶态
,
Si-C-N ceramic
,
thermal behavior
,
crystallization
王闯
,
李克智
,
李贺军
,
焦更生
,
付前刚
材料科学与工程学报
碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)是一种新发展起来的、很有潜力的功能材料.丙烯作前驱体,对短碳纤维在高温下(900～1300℃)进行100个小时左右的化学气相浸渍(CVI)表面处理,丙烯在高温下分解,生成热解碳,沉积在碳纤维表面.借助超声波预分散技术及新型分散剂羟乙基纤维素(hydroxyethyl cellulose,HEC)和超细颗粒硅灰的分散作用,实现了CVI处理碳纤维在水泥基体中的均匀分散.HEC水溶液的质量分数控制在1.56～1.77%之间为宜.分别运用扫描电镜法(SEM)、新拌料浆法(FM)、硬化试件电阻率测试法(ERM)及模拟试验法(SE)四种方法评价了CVI处理后短碳纤维的分散性.每种方法均有自身的优缺点和适应环境,四种方法中,模拟试验法(SE)是评价制备CFRC复合材料前期、碳纤维第一步分散的最方便的方法,此法不仅可节约时间和大量的原材料,而且可预测制备CFRC过程中应选择何种分散剂及碳纤维第二步分散的情况.
关键词:
碳纤维
,
水泥基
,
化学气相浸渍
,
羟乙基纤维素
,
分散性
卢国锋
,
乔生儒
,
焦更生
,
徐浩龙
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.09.016
本研究制备出了以莫来石为界面层的炭纤维增强Si-C-N陶瓷基复合材料(C/Mullite/Si-C-N).使用三点弯曲法研究了复合材料在室温、1300℃和1600℃时的弯曲断裂行为,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了复合材料的组织和弯曲断口形貌.结果表明:在室温和1300℃时,C/Mullite/Si-C-N复合材料的断口呈现出明显的脆性断裂特征；而在1600℃时,则呈现出韧性断裂特征.1300℃时的弯曲强度高于室温强度,模量则与室温下的基本相等.1600℃时,复合材料的弯曲强度和模量都明显下降.与具有热解炭界面层的C/Si-C-N复合材料相比,采用莫来石界面后,C/Si-C-N复合材料的强度明显下降.
关键词:
弯曲强度
,
C/Si-C-N复合材料
,
莫来石
,
界面层
焦更生
,
卢国锋
材料导报
为了提高C/C复合材料的高温抗氧化性能,设计了网状的SiC填充高性能的MoSi2和微量的TiSi2涂层.用包埋法制备了C/C复合材料SiC-MoSi2-TiSi2复相陶瓷单层涂层,对制备涂层的化学形成机理进行了分析.结果表明,在选择的实验条件下,制备设计的涂层是完全可行的,实验制备的涂层在1773K有氧环境下具有良好的抗氧化性能.涂层抗氧化性能的提高是因为在高温氧化下涂层表面产生了致密、连续、稳定的玻璃质氧化物.
关键词:
C/C复合材料
,
涂层
,
化学机理
焦更生
,
李贺军
,
李克智
,
王闯
功能材料
通过高温等温氧化实验,对自制涂层碳/碳复合材料的氧化机理进行了研究.研究结果表明,涂层碳/碳复合材料的等温氧化可分为4个阶段.氧化初期,涂层的表面开始氧化,氧化失重是一个受氧气和涂层的化学反应控制,表现为氧化增重;氧化中期,氧化失重受玻璃质的形成速度和蒸发速度控制,表现为缓慢的氧化失重,氧化失重与时间的关系为直线型;随后,涂层上出现裂纹的形成和愈合过程,涂层深层被氧化,表现为较快的氧化失重;最后,涂层被局部破坏,基体被部分氧化,氧化失重直线上升.
关键词:
碳/碳复合材料
,
高温
,
抗氧化涂层
焦更生
材料导报
纳米TiO2具有独特的光催化作用、紫外屏蔽效应及随角异色效应等特性,因而被广泛应用于各种功能涂料中.概述了目前纳米TiC2常用的化学制备方法,介绍了纳米TiO2的特性及在空气净化涂料、防污自净化涂料、防雾超亲水性涂层涂料、紫外线屏蔽涂料中的应用与发展,评述了其化学制备方法的优缺点并对其应用前景进行了展望.可以预见,随着其制备技术的发展和成本的降低,纳米TiO2的应用会越来越广泛、越来越普及.
关键词:
纳米TiO2
,
涂料
,
光催化
,
紫外屏蔽
,
随角异色
卢国锋
,
乔生儒
,
张程煜
,
焦更生
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.10828
采用化学气相沉积法制备了块体非晶态Si-C-N陶瓷.用TG/DSC、XRD,SEM和TEM等技术方法研究了所制备的Si-C-N陶瓷的热行为.研究结果表明:在热处理过程中,非晶态Si-C-N首先发生相分离,分离后的一种相呈颗粒状;β-Sic就是从这种颗粒状的分离相中形成.在热处理条件下,非晶Si-C-N的晶化温度约为1200℃;在加热速率为20℃/min的连续加热条件下,其晶化温度为1372.6℃.β-sic在1200℃首先形成,β-Si3N4和α-sic则在1500℃形成.在扫描电镜观察中,热处理后的Si-C-N中出现一种类似于层状的组织,这种组织的晶化程度较高.
关键词:
非晶态
,
Si-C-N陶瓷
,
热行为
,
晶化
焦更生
,
李贺军
,
卢国锋
功能材料
用一次包埋法制备了C/C复合材料SiC-MoSi2-TiSi2复相陶瓷内涂层,对制备涂层的影响因素进行了分析。最终确定的制备条件为制备温度2573K,保温时间为2h,MoSi2和TiC的配比为5∶2。结果表明C/C复合材料表面SiC-MoSi2-TiSi2复相陶瓷涂层在1500℃有氧环境下氧化49h,失重仅仅2.18%,失重率为1.17×10-4g/（cm2.h）,具有良好的抗氧化性能。
关键词:
原位生成
,
涂层
,
SiC-MoSi2-TiSi2
焦更生
,
卢国锋
,
李贺军
材料保护
为了提高C/C复合材料的抗高温氧化性能,用包埋法在C/C复合材料表面制备SiC内涂层,再在其上刷涂制备Y2O3-ZrO2-Al2O3多组分涂层,对制备涂层的各种影响因素进行分析,确定最佳制备工艺,并考察了该涂层的组织结构和抗高温氧化性能.结果表明:最佳制备条件为以SiC为内涂层、10％聚乙烯醇(PVA)为分散剂,以Y2O3,ZrO2,Al2O3,Si及C为原料,室温涂覆,升温到1 873 K保温30 min,反复进行5次;该涂层在1 873 K下氧化19 h,失重率仅1.76％,有良好的短期抗高温氧化性能,氧化29 h时失重率为6.23％,涂层可能已破坏失效;涂层的失效是由于其表面形成的孔洞和裂纹不能愈合而导致的.
关键词:
Y2O3-ZrO2-Al2O3涂层
,
涂刷法
,
C/C复合材料
,
SiC
,
抗高温氧化性能
焦更生
,
卢国锋
,
李桂
材料导报
为了改变纯钛酸钡陶瓷的介电性能,以钛酸钡和氧化锆为原料,通过固相烧结法制备了不同物质的量比氧化锆掺杂钛酸钡基介电陶瓷.利用X射线衍射仪、透反射偏光显微镜和安捷伦LCR仪分析了其显微组成、相结构和介电特性.实验表明:氧化锆的掺杂不改变钛酸钡的晶体结构,当频率保持不变时,改变氧化锆在BaTiO3陶瓷中的掺杂量不会影响介电峰的位置,只影响了峰值大小.当掺杂物质的量比保持不变时,改变频率对峰的位置影响较大,呈现出随着频率的增加向高温区移动,峰值由大到小再到大的现象.在100 Hz下,当掺杂物质的量比为1.08∶100时介电常数最大.
关键词:
陶瓷
,
介电特性
,
氧化锆
,
钛酸钡
