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神经网络在制备氮化硅多孔陶瓷中的应用

余娟丽 , 王红洁 , 张健 , 严友兰 , 乔冠军 , 金志浩

稀有金属材料与工程

以凝胶注模法制备多孔氮化硅陶瓷正交试验结果作为样本,建立3层Back Pmpagation(BP)神经网络,并进行训练以预测陶瓷性能.通过附加试验值对建立的神经网络预测能力进行验证,证明该BP神经网络模型是有效的,能准确预测多孔氮化硅陶瓷性能.通过BP神经网络模型研究多孔氮化硅陶瓷性能的结果表明,随着固含量的增加,气孔率单调下降;固含量存在一优化值,此时陶瓷抗弯强度最大;单体含量越大,气孔率越大,而抗弯强度降低.

关键词: 神经网络 , 多孔氮化硅陶瓷 , 抗弯强度 , 气孔率

温度对氮化硅材料动态疲劳特性的影响

王红洁 , 王永兰 , 金志浩 , 周惠久

无机材料学报

研究了一种Si3N4陶瓷材料在室温、800及1100℃条件下的动态疲劳特性.结果发现与ZrO2及玻璃陶瓷相似,在高应力速率区,仍出现断裂应力随应力速率的提高而迅速下降的现象。同时应力腐蚀指数n随温度的升高而下降.通过断口分析,表明Si3N4陶瓷材料高温动态疲劳失效主要是由于晶间玻璃相软化流动造成的.

关键词: Si3N4 , null , null

炭黑表面接枝改性改善氮化硅凝胶注浆料性能

张雯 , 贺永宁 , 王红洁 , 金志浩

材料科学与工艺

为获得适用于苛刻环境下的高强度、高气孔率氮化硅陶瓷,采用原位生成纳米碳化硅增强相的方法,以提高材料的性能.从改善凝胶注浆料稳定性着手,利用铈离子(ce~(4+))和醇羟基组成的氧化还原体系对炭黑表面进行接枝改性,将改性后的炭黑与氮化硅粉配合,用于制备多组分凝胶注模成型用复合浆料.探讨了水溶液中丙烯酰胺在炭黑表面接枝反应的影响因素,利用红外谱、热失重、透射电镜等分析手段验证了炭黑表面的接枝情况.研究表明:经接枝改性的炭黑在水分散体系中具有良好的分散稳定性,炭黑经接枝处理后其阻聚性明显下降,可以制备出均一、稳定的多组分浆料,很好地应用于氮化硅凝胶注模成型工艺.

关键词: 炭黑 , 丙烯酰胺 , 接枝反应 , 氮化硅 , 多孔陶瓷

碳模板转化法制备管状SiC/Si复合陶瓷

杨刚宾 , 刘银娟 , 乔冠军 , 王红洁

材料科学与工艺

利用纸作为原材料,通过卷曲、树脂浸渍、碳化预制备出具有层状结构的管状碳模板,之后在1550℃通过原位反应液相渗Si 0.5-1h,在常压烧结条件下制备出具有层状结构特征的SiC/Si管状陶瓷复合材料.采用XRD、SEM对碳模板反应前后的物相变化和显微结构进行了研究.结果表明了该材料的最终产物为B-SiC和si,且两者分布表现出明显的交替成层现象,呈现出层状陶瓷的结构特征.

关键词: 碳化 , 复合陶瓷 , 层状结构

烧结温度对Si3N4显微结构及性能的影响

余娟丽 , 王红洁 , 张健 , 严友兰 , 乔冠军

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.05.012

基于凝胶分子造孔机理,通过提高凝胶注模工艺中有机单体含量,制备微多孔氮化硅陶瓷,研究了烧结温度对Si3N4微多孔陶瓷烧结体的显微结构、强度、气孔率、孔径等方面的影响.结果表明,温度升高有利于β-Si3N4晶相的生成,烧结温度为1 680℃时,氮化硅陶瓷烧结体中α-Si3N4和β-Si3N4并存,当烧结温度为1 730和1 780℃时,氮化硅陶瓷烧结体的晶相全部为β-Si3N4;陶瓷烧结体的孔径均<1μm,而且孔径分布范围较窄、较均匀;随着烧结温度的提高,陶瓷烧结体的强度单调上升而气孔率下降.

关键词: 凝胶注模 , 微多孔氮化硅陶瓷 , 烧结温度 , 强度 , 气孔率

氧化锆陶瓷润湿及钎焊的研究进展

刘桂武 , 杨刚宾 , 乔冠军 , 王红洁 , 王继平 , 卢天健

稀有金属材料与工程

氧化锆陶瓷因其优良的物理力学性能,已成为一种最具有发展前景的先进结构和功能材料.氧化锆陶瓷/金属的连接技术也成为其重要应用的瓶颈技术之一.本文综述了氧化锆陶瓷的润湿、钎焊工艺、及其与钎料之间的界面结构和界面反应,并对界面反应的热力学进行了初步讨论,旨在为陶瓷/金属连接的发展提供参考,最后针对目前研究和应用过程中面临的问题提出了一些看法.

关键词: 氧化锆陶瓷 , 钎焊 , 润湿 , 界面结构 , 界面反应

反应烧结碳化硅的显微组织及其导电性的研究

吕振林 , 高积强 , 王红洁 , 金志浩

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.1999.05.011

研究了液态硅参与下的反应烧结碳化硅的工艺参数、显微组织对其电阻率的影响.随着烧结气氛压力和成型压力增加,反应烧结碳化硅中游离硅量减少,电阻率增加.其烧结机理以碳的溶解及碳化硅的淀析过程为主.

关键词: 碳化硅 , 显微组织 , 电阻率

高强度多孔氮化硅陶瓷的制备与研究

张勇 , 王红洁 , 张雯 , 金志浩

稀有金属材料与工程

以氮化硅为基体,通过加入一定量的纳米碳粉等添加剂,成功的制备出了具有高强度和较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷.采用阿基米得法、三点弯曲法测试了材料的密度、气孔率及强度;用X射线衍射仪及扫描电镜对相组成及断口进行了研究.实验结果表明:加入的纳米碳粉同在Si3N4表面的SiO2或者同Si3N4颗粒本身反应,生成了极细的SiC颗粒,钉扎在β型氮化硅的晶界,可以有效的增加材料的强度.在含碳量为5%(质量分数),1 780℃下保温60 min,可以制得强度大于100 MPa,气孔率大于40%的氮化硅多孔陶瓷.

关键词: 多孔陶瓷 , 氮化硅 , 碳化硅

多孔Si3N4表面Al-Y-Si-O-N陶瓷涂层的制备和表征

王超 , 赵国庆 , 范锦鹏 , 张大海 , 王红洁

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.02.021

采用溶胶-凝胶法,利用Al2O3-Y2O3-SiO2溶胶中氧化物与基体中的Si3N4颗粒反应制备一层致密A1-Y-Si-O-N陶瓷涂层.主要研究了烧结温度对陶瓷涂层的组织和性能的影响,利用XRD和EDS分析涂层的相组成和微区元素组成,通过SEM观察涂层的微观形貌.结果显示:在1 400℃烧结时,能够制备出较为致密的陶瓷涂层,涂层由β -siMon,Si2ON,SiO2和非晶相组成;与基体相比,试样的吸水率下降了32.8%~90%,强度提高了2.1%~25.9%.

关键词: 多孔氮化硅 , 陶瓷涂层 , 溶胶-凝胶 , 吸水率 , 弯曲强度

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