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SiC多孔陶瓷的低温制备与表征

稀有金属材料与工程 2007年第A1期36卷 587-589页

作者：于晓东王扬卫马青松马彦陈朝辉北京理工大学材料科学与工程学院材料加工系北京100081 国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室湖南长沙410073

以聚碳硅烷为粘接剂,SiC粉末为骨料,经模压成型、惰性气氛保护下于1000℃裂解低温制得SiC多孔陶瓷。考察了聚碳硅烷含量、SiC粉末粒径、模压压力、造孔剂碳含量等参数对多孔陶瓷孔隙率、弯曲强度、孔结构的影响。结果表明,随着聚碳硅烷... 详细信息

以聚碳硅烷为粘接剂,SiC粉末为骨料,经模压成型、惰性气氛保护下于1000℃裂解低温制得SiC多孔陶瓷。考察了聚碳硅烷含量、SiC粉末粒径、模压压力、造孔剂碳含量等参数对多孔陶瓷孔隙率、弯曲强度、孔结构的影响。结果表明,随着聚碳硅烷含量和模压压力的增加,SiC多孔陶瓷的开口孔隙率下降,弯曲强度升高;随着造孔剂碳含量的增加,多孔陶瓷的孔隙率由53.05%升高至58.6%,抗弯曲强度迅速由7.88MPa下降到1.08MPa。随着模压压力的升高,多孔陶瓷的平均孔径下降;随着SiC粉末粒径的增加,平均孔径增大。

关键词： SiC多孔陶瓷聚碳硅烷陶瓷先驱体裂解孔结构弯曲强度

挤压铸造制备高体积含量SiCp/2024Al复合材料

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材料工程 2008年第11期36卷 59-62页

作者：于晓东王扬卫王富耻邹优锐高举斌北京理工大学材料与工程学院北京100081

采用干压成形将200μm与10μm的SiC颗粒按不同配比混合制得多孔陶瓷预制体,当粗、细颗粒质量比为8∶2时,预制体相对密度达到最大值75%。采用挤压铸造工艺制得陶瓷含量为75%的SiC/2024Al复合材料,研究了预制体氧化处理对复合材料力学性... 详细信息

采用干压成形将200μm与10μm的SiC颗粒按不同配比混合制得多孔陶瓷预制体,当粗、细颗粒质量比为8∶2时,预制体相对密度达到最大值75%。采用挤压铸造工艺制得陶瓷含量为75%的SiC/2024Al复合材料,研究了预制体氧化处理对复合材料力学性能的影响。未氧化处理的预制体经挤压铸造所得的复合材料抗弯强度达到288MPa,断裂韧性达到8.7MPa.m1/2;预制体经氧化处理后所得的复合材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性较未氧化处理的有所降低,但硬度变化不大,HRA约为70。复合材料失效破坏的主要机制是SiC大颗粒解理断裂和小颗粒与金属基体界面解离。

关键词：金属基复合材料挤压铸造氧化处理力学性能断裂机制

无压浸渗制备Si_3N_4/Al复合材料的工艺与抗弹性能研究

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兵器材料科学与工程 2005年第1期28卷 39-43页

作者：陈海东王扬卫王富耻于晓东北京理工大学材料科学与工程学院北京100081

利用铝镁合金无压渗入氮化硅多孔预制体的方法制得致密的富含有氮化铝相的陶瓷金属基复合材料,并分别就热处理温度和浸渗温度对复合材料的显微组织、相组成和显微硬度的影响进行了观察和测定。试验发现浸渗温度越高或热处理温度越高,... 详细信息

利用铝镁合金无压渗入氮化硅多孔预制体的方法制得致密的富含有氮化铝相的陶瓷金属基复合材料,并分别就热处理温度和浸渗温度对复合材料的显微组织、相组成和显微硬度的影响进行了观察和测定。试验发现浸渗温度越高或热处理温度越高,则复合材料中AlN相含量越高;弹击试验显示该复合材料的局部效益系数比LC52提高一倍以上。

关键词：热处理温度 Si3N4 复合材料工艺制备氮化硅相组成浸渗显微硬度铝镁合金

准脆性SiC_p/Al复合材料SHPB实验中入射波整形技术

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北京理工大学学报 2010年第4期30卷 488-491页

作者：王扬卫于晓东王璀轶高举斌王富耻北京理工大学材料学院北京100081

针对陶瓷体积分数为50%的准脆性SiCp/Al复合材料恒应变率动态压缩实验,研究了入射波整形原则和理想入射波设计方法.结果表明:采用原始透射波和修正后反射波叠加设计的新入射波,通过控制整形器尺寸和子弹初速获得了理想的入射波,实现对... 详细信息

针对陶瓷体积分数为50%的准脆性SiCp/Al复合材料恒应变率动态压缩实验,研究了入射波整形原则和理想入射波设计方法.结果表明:采用原始透射波和修正后反射波叠加设计的新入射波,通过控制整形器尺寸和子弹初速获得了理想的入射波,实现对准脆性复合材料的恒应变率加载;以测试材料力学特性为基础设计的整形器,可调整入射波形使之与透射波具有相同形状.针对准脆性SiCp/Al复合材料,SHPB实验中应变率只取决于入射波的幅值,而与整形后的入射波加载率关系不大,入射波中平台段实现试样的恒应变率变形;入射波形设计成梯形波,使之与SiCp/Al复合材料的透射波波形相似,实现了对复合材料的恒应变率加载.

关键词：入射波整形恒应变率 SHPB SiCp/Al 复合材料

TiB_(2)对无压烧结B4C–TiB_(2)复相陶瓷结构和性能的影响

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硅酸盐学报 2021年第3期49卷 461-468页

作者：李宗家程焕武王扬卫朱宇安瑞方海燕艾丽菲亚北京理工大学材料学院北京100081 冲击环境下材料技术重点实验室北京100081

以碳化硼(B_(4)C)、二硼化钛(TiB_(2))、碳化钛(TiC)为原料,采用无压烧结法在2 130℃制备了含20%(质量分数)和30%TiB_(2)的B_(4)C基复相陶瓷,分析所制样品的密度、硬度、弯曲强度和断裂韧性。结果表明:在2 130℃,直接加入30%的TiB_(2)... 详细信息

以碳化硼(B_(4)C)、二硼化钛(TiB_(2))、碳化钛(TiC)为原料,采用无压烧结法在2 130℃制备了含20%(质量分数)和30%TiB_(2)的B_(4)C基复相陶瓷,分析所制样品的密度、硬度、弯曲强度和断裂韧性。结果表明:在2 130℃,直接加入30%的TiB_(2)亚微米颗粒,复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别达到277.6 MPa和5.38 MPa·m^(1/2)。陶瓷中颗粒拔出和裂纹微桥接对复相陶瓷增韧作用显著。B_(4)C–TiB_(2)复相陶瓷的增韧机理主要是由于TiB_(2)与B_(4)C热膨胀系数不匹配产生的残余应力导致的微裂纹增韧和裂纹偏转增韧。

关键词：无压烧结碳化硼–硼化钛复相陶瓷微观结构力学性能

无压浸渗制备Si_3N_4/Al复合材料的界面反应研究

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航空材料学报 2006年第1期26卷 55-58页

作者：王扬卫王富耻于晓东李俊涛北京理工大学材料科学与工程学院北京100081

研究S i3N4多孔预制体的表面氧化程度对无压浸渗制备S i3N4/A l复合材料界面反应以及复合材料性能的影响是复合材料优化设计的基础。不同氧化程度的S i3N4多孔预制体在相同的浸渗工艺下无压浸渗制得S i3N4/A l复合材料,利用EDS,XRD和洛... 详细信息

研究S i3N4多孔预制体的表面氧化程度对无压浸渗制备S i3N4/A l复合材料界面反应以及复合材料性能的影响是复合材料优化设计的基础。不同氧化程度的S i3N4多孔预制体在相同的浸渗工艺下无压浸渗制得S i3N4/A l复合材料,利用EDS,XRD和洛氏硬度计分别测定陶瓷多孔预制体的成份,复合材料的相组成和硬度。结果表明:S i3N4/A l复合材料组成相包括A l,S i3N4,A lN以及少量的S i,Mg2S i,MgO,MgA l2O4;随着氧化程度增加,复合材料内A lN相减少,MgO含量增加,并逐渐出现MgA l2O4相;复合材料的硬度随预制体的氧化程度增加而线性下降;预制体的氧化造成S i3N4和A l之间的反应减弱是硬度下降的重要原因。

关键词：无压浸渗复合材料 Si3N4/Al 氧化界面反应

无压浸渗制备Si_3N_4/Al复合材料的反应浸渗机理

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稀有金属材料与工程 2007年第A1期36卷 777-780页

作者：王扬卫于晓东王富耻马壮康晓鹏北京理工大学材料科学与工程学院北京100081

采用"中断浸渗"方法获得保留了"浸渗前沿"的样品,应用扫描电子显微镜和X射线能谱分析了浸渗界面上的形貌和成分变化,深入讨论了浸渗界面推进过程中的物理、化学反应过程。采用扫描电镜等微观分析手段观察了复合材料显微形貌,探讨了界面... 详细信息

采用"中断浸渗"方法获得保留了"浸渗前沿"的样品,应用扫描电子显微镜和X射线能谱分析了浸渗界面上的形貌和成分变化,深入讨论了浸渗界面推进过程中的物理、化学反应过程。采用扫描电镜等微观分析手段观察了复合材料显微形貌,探讨了界面反应机理。研究结果表明:浸渗界面推进过程中熔体中的Mg富集在浸渗前沿的预制体上,并与预制体发生反应;Al/Si3N4界面反应产物AlN相形成"楔形"向Si3N4单元心部推进,细观上呈现含毛细通道的胞状辐射形貌,大量毛细通道确保了Al和Si3N4之间的置换反应持续进行;Al与Si3N4的置换反应产物Si绝大部分溶解在铝镁合金熔体中。

关键词：无压浸渗复合材料 Si3N4 界面反应浸渗机理

SiC浆料流变性能研究及对注浆成型坯体的影响

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稀有金属材料与工程 2016年第S1期45卷 497-501页

作者：梁宇恒朱时珍王扬卫刘玲马壮李振宇北京理工大学冲击环境材料技术国防重点实验室北京100081

以粒径分别为100、5和0.6μm,比例为7:1:2的SiC为原料,添加分散剂四甲基氢氧化铵(TMAH),加入HCl或NaOH调节浆料pH值,通过机械搅拌制备出适合注浆成型的重结晶SiC浆料。研究分散剂的添加量,pH值以及固相含量对浆料流变性能的影响,选择固... 详细信息

以粒径分别为100、5和0.6μm,比例为7:1:2的SiC为原料,添加分散剂四甲基氢氧化铵(TMAH),加入HCl或NaOH调节浆料pH值,通过机械搅拌制备出适合注浆成型的重结晶SiC浆料。研究分散剂的添加量,pH值以及固相含量对浆料流变性能的影响,选择固相含量高、稳定分散并且粘度低的浆料作为注浆成型的优选浆料。结果表明,相同固相含量下加入质量分数0.2%的TMAH,pH值为9可获得稳定分散,粘度最低的浆料;随着固相含量的增加,浆料的粘度不断增大,对不同固相含量的浆料进行注浆成型,发现固相含量为67.5%的浆料,其坯体致密度最高,为2.39g/cm3(75.9%),坯体内部均匀,气孔少,质量优异。

关键词：重结晶烧结SiC 浆料流变性能注浆成型.

多孔SiC/Ti非晶合金复合材料的动态压痕响应行为（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2016年第12期26卷 3154-3160页

作者：王本鹏王鲁薛云飞王扬卫张海峰付华萌北京理工大学材料学院北京100081 北京理工大学冲击环境材料技术国家级重点实验室北京100081 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室沈阳110016

多孔SiC/Ti基非晶合金复合材料作为一种新型的复合材料,在轻质装甲领域具有重要的应用前景。通过对比研究该复合材料在静态和动态加载下的硬度和相应的压痕变形特征,揭示该复合材料的动态响应行为,评估其冲击性能,其中动态硬度采用自主... 详细信息

多孔SiC/Ti基非晶合金复合材料作为一种新型的复合材料,在轻质装甲领域具有重要的应用前景。通过对比研究该复合材料在静态和动态加载下的硬度和相应的压痕变形特征,揭示该复合材料的动态响应行为,评估其冲击性能,其中动态硬度采用自主设计的基于分离式霍普金森压杆(SHPB)的改进装置进行测试。研究发现复合材料的动态硬度明显高于静态硬度,其动态脆性参数也明显高于静态脆性参数。该复合材料在静态和动态加载下的变形和断裂特征并无显著差别,均表现为SiC相中形成了大量的裂纹而非晶相发生了剧烈的塑性变形,所不同的仅是动态压痕加载下的变形行为比静态更剧烈。

关键词：复合材料多孔SiC 非晶合金动态硬度变形行为