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碳化硅晶须增强铝复合材料的断裂研究

曹利 , 蒋持平 , 姚忠凯 , 雷廷权

金属学报

在备有拉伸台的扫描电子显微镜上原位观察了V_f为22％的碳化硅晶须增强铝(SiC_W/Al)复合材料压铸态试样和T_6态试样的动态拉伸过程。结果发现外加应力达到180-190MPa时复合材料内部就已形成许多微裂纹,裂纹一般在晶须端部形成,其扩展亦有一定的规律。经过对复合材料简化模型的复变函数分析和计算,求出了晶须周围应力场,进一步通过塑性力学的分析,从理论上解释了本文所观察到的实验现象。

关键词: 复合材料 , fracture , stress distribution , SiC whiskers , aluminum

FRACTURE BEHAVIOUR OF SiC WHISKER REINFORCED Al COMPOSITES

CAO Li JIANG Chiping YAO Zhongkai LEI Tingquan Harbin Institute of Technology , Harbin , China

金属学报(英文版)

The dynamic tensile processes of silicon carbide whisker reinforced Al composite(SiC_w/Al) with 22% V_f have been in situ observed with a scanning electron microscope equipped with a tensile stand.The results show that a number of microcracks have formed as the tensile stress increases to 180～190 MPa.Microcracks form in most cases at the whisker ends.The frac- ture behaviour of SiC_w/Al composite observed has been explained theoretically.

关键词: composite , null , null , null , null

不同原料合成SiC晶须的形貌结构特征和生长机理研究

张军战 , 张颖 , 蒋明学 , 刘民生

功能材料

分别以SiO2微粉和Si3N4为硅源，炭黑为碳源，氧化硼为催化剂，采用碳热还原法在1500℃氩气气氛下合成了SiC晶须。通过透射电镜和扫描电镜对所合成SiC晶须的形貌和晶体结构特征进行了分析。结果表明，采用两种硅源所合成的晶须均为B—SiC单晶，晶须的生长面为（111）面，生长方向为[111]方向。两种硅源所合成的晶须形貌特点存在较大差别，表明其合成SiC晶须的生长机理不同，VLS生长和螺旋位错的延伸生长可以分别用来解释以SiO2微粉为硅源和以Si3N4为硅源合成的晶须在形貌结构特征上的差别。

关键词: 碳热还原 , SiC晶须 , 形貌结构 , 生长机理

SiC晶须在Si3N4-C和SiO2-C-N2系统中的合成

张颖 , 张军战 , 刘民生

硅酸盐通报

对Si3N4-C和SiO2-C-N2系统中的主要化学反应以及SiC晶须在两种系统中合成的热力学条件进行了分析,进而采用碳黑为碳源、Si3N4与SiO2微粉为硅源、氧化硼为催化剂,分别在氩气与氮气气氛下,于1600℃合成SiC晶须.采用扫描电子显微镜,透射电子显微镜等分析手段分析了晶须的生成量和形貌结构特征.结果表明:通过SiO2-C-N2系统可以一步合成SiC晶须,其与Si3N4-C系统合成的均为β-SiC;但在晶须的生成量和质量上,Si3N4-C系统合成的SiC晶须较好.

关键词: SiC晶须 , 热力学 , 合成系统 , 形貌结构特征

C/SiCw 复合体的制备及其吸波性能研究

黄海翔 , 刘洪波 , 李劲 , 邵南子

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.01.006

以酚醛树脂为碳源,正硅酸乙酯为硅源,采用凝胶-碳热还原法制备 C/SiCw 复合体,考察了催化剂、碳热还原温度等工艺条件对 C/SiCw 复合体的结构和性能的影响.结果表明,碳硅比为3∶1的前驱体,在 FeCl3催化作用下,1500℃制备的 C/SiCw-50复合体具有良好的吸波性能,1∶2的石蜡介质测试样在2~18 GHz 频率范围内,3 mm 厚度的最大反射损耗为-27．2 dB,反射损耗低于-5 dB 的频率范围为6．3~10．8 GHz,频宽达4．5 GHz.

关键词: 溶胶-凝胶 , 碳热还原 , 热解炭 , SiC晶须 , 吸波性能

Microstructure of SiC Whiskers with Different Cross-sections Perpendicular to the Whiskers Axis

NING Xiaoguang LU Yuxiong HU Kuiyi YE Hengqiang Laboratory of Atomic Imaging of Solids , Institute of Metal Research , Academia Sinica , Shenyang 110015 , China

材料科学技术（英文）

Microstructure of β-SiC whiskers with differ- ent cross-sections perpendicular to their growing direction was studied in detail by transmission elec- tron microscopy (TEM).It was indicated that there were three types of cross-sections:round, hexagonal and trigonal.The whiskers with round and hexagonal cross-sections had a high density of planar faults lying on the (111) close packed planes perpendicular to the whisker axis.There existed a few stacking faults on the other {111} planes in some hexagonal whiskers.The whiskers with bicrystals were also found in hexagonal whiskers. The microstructure of trigonal SiC whiskers was basically perfect but there were a few intrinsic stack- ing faults on the (11) planes (mostly) and (111) planes.The characters of electron diffraction pat- terns of β-SiC whiskers with different cross-sec- tions were reasonably analyzed using a reciprocal space model with continuous diffraction streaks along the [111] reciprocal direction.

关键词: microstructure , null , null

凝胶注模成型工艺制备SiCw/Al2O3陶瓷复合材料的性能研究

李绍纯 , 戴长虹

稀有金属材料与工程

对SiC2/Al2O3陶瓷的低粘度、高固相体积分数浓悬浮体的制备以及凝胶注模成型后坯体的性能和显微结构进行了研究,着重分析了长径比不同的2种SiC晶须及其添加量对坯体性能的影响.结果表明,坯体的相对密度、抗弯强度与SiC晶须的长径比和添加量有关,浆料的粘度随着晶须长径比和添加量的增大而增加.坯体的抗弯强度随着晶须添加量的增加呈现一种先上升后下降的趋势.凝胶注模成型后坯体结构均匀、致密,相对密度为60%,抗弯曲强度达38.5 MPa.通过显微结构观察,裂纹偏转、晶须拔出和晶须桥连是晶须增强的主要机制.

关键词: SiC晶须 , SiCw/Al2O3陶瓷复合材料 , 凝胶注模

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