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高温热处理对SiBCN/HfC复相陶瓷物相组成及微观结构的影响

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无机材料学报 2020年第8期35卷 931-938页

作者：魏玉全杨勇刘盟郦其乐黄政仁中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院上海硅酸盐研究所结构陶瓷与复合材料工程研究中心上海200050 中国科学院大学北京100049

采用高能球磨-机械合金化法制备出非晶SiBCN粉末,并用放电等离子烧结(SPS)法制备SiBCN/HfC复相陶瓷。用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、场发射透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等研究了高温热处理对其物相组成与微观形貌的影... 详细信息

采用高能球磨-机械合金化法制备出非晶SiBCN粉末,并用放电等离子烧结(SPS)法制备SiBCN/HfC复相陶瓷。用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、场发射透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等研究了高温热处理对其物相组成与微观形貌的影响。研究结果表明,在机械合金化制备非晶SiBCN粉体过程中引入的氧,使BN氧化生成B2O3。在陶瓷烧结时部分HfC发生氧化生成HfO2,使1600℃热处理后, HfO2经碳热还原反应还原成HfB2,并在陶瓷基体内产生气孔。在1650和1800℃热处理过程中,HfO2被还原成HfB2后,基体中的HfC按照HfC+2C+B2O3=HfB2+3CO反应转化为HfB2。引入氧使SiBCN/HfC陶瓷在高温下发生物相转化,陶瓷基体也因气体产物的挥发变得疏松多孔。因此,控制氧含量对SiBCN/HfC复相陶瓷的高温应用具有一定的借鉴意义。

关键词： SiBCN HfC HfB2 高温热处理

维氏压痕对常压固相烧结碳化硅陶瓷材料力学性能的影响

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无机材料学报 2012年第9期27卷 965-969页

作者：杨晓刘学建黄政仁刘桂玲姚秀敏中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院研究生院北京100049

为了研究维氏压痕裂纹对常压固相烧结碳化硅陶瓷(SSiC)材料力学性能的影响,通过扫描电镜观察了0.1～100 N的压痕载荷下产生的表面裂纹及裂纹剖面的状况,并测试了相应载荷下的力学性质,探讨了压痕法测量SSiC材料硬度、韧性等力学性质的... 详细信息

为了研究维氏压痕裂纹对常压固相烧结碳化硅陶瓷(SSiC)材料力学性能的影响,通过扫描电镜观察了0.1～100 N的压痕载荷下产生的表面裂纹及裂纹剖面的状况,并测试了相应载荷下的力学性质,探讨了压痕法测量SSiC材料硬度、韧性等力学性质的适当压力载荷.结果表明,SSiC材料压痕裂纹起始的临界压力载荷介于0.1～0.2 N;当压痕载荷小于0.5 N时,裂纹尺寸小于5μm,SSiC材料的平均弯曲强度受影响程度较小.此外,当压痕载荷为10 N以上时,压痕法测得的维氏硬度值趋近定值,且所得到的裂纹是半圆形裂纹,因此,10 N为采用压痕法准确测量SSiC材料硬度及韧性的最低压痕载荷值.

关键词：碳化硅陶瓷压痕载荷力学性质

碳化硅泡沫陶瓷中烧结助剂对莫来石生成的影响

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硅酸盐学报 2005年第9期33卷 1105-1109页

作者：刘岩黄政仁董绍明江东亮中国科学院上海硅酸盐研究所结构陶瓷工程中心上海200050

添加几种烧结助剂如硅溶胶、氧化铝、黏土、苏州土和石英的不同组合,研究了烧结助剂对碳化硅泡沫陶瓷中莫来石相生成的影响。实验结果表明:在1 400℃烧结1 h的过程中,氧化铝、黏土和硅溶胶的组合会显著促进莫来石的生成,从而提高碳化硅... 详细信息

添加几种烧结助剂如硅溶胶、氧化铝、黏土、苏州土和石英的不同组合,研究了烧结助剂对碳化硅泡沫陶瓷中莫来石相生成的影响。实验结果表明:在1 400℃烧结1 h的过程中,氧化铝、黏土和硅溶胶的组合会显著促进莫来石的生成,从而提高碳化硅泡沫陶瓷的高温强度和耐火度。莫来石相在较低温度下的大量生成主要归功于黏土产生液相,以及硅溶胶中非晶态氧化硅对氧化铝颗粒的包裹作用,从而降低了扩散距离。

关键词：莫来石烧结助剂碳化硅泡沫陶瓷

基于工业CT数据的结构陶瓷建模及有限元分析

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硅酸盐学报 2020年第12期48卷 1893-1897页

作者：杨晓黄健刘学建黄政仁中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050

通过工业CT的三维数据形成有限元分析的几何模型包含内部缺陷等细节信息,与理想模型相比更有利于获得准确的模拟结果。以陶瓷部件CT无损检测的三维数据为基础,建立对应的有限元几何模型,研究了理想模型与CT模型在不同工况下的应力分布... 详细信息

通过工业CT的三维数据形成有限元分析的几何模型包含内部缺陷等细节信息,与理想模型相比更有利于获得准确的模拟结果。以陶瓷部件CT无损检测的三维数据为基础,建立对应的有限元几何模型,研究了理想模型与CT模型在不同工况下的应力分布差异。结果表明:工业CT数据经过处理能够建立有限元几何模型;无缺陷的CT模型与理想模型得到的应力分布结果相当,但是存在缺陷或特殊结构时,CT模型获得的模拟结果更接近实际工况。

关键词：工业CT 结构陶瓷有限元建模

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氮(氧)化物荧光粉研究进展

中国稀土学报 2012年第6期30卷 650-660页

作者：钟飞刘学建黄政仁张玉强中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院研究生院北京100049

氮氧化物荧光粉材料具有高发光效率、可被可见光有效激发、荧光特性可设计性强、热稳定性高和环境友好等诸多优点,因此成为白光LED用荧光体的重要候选材料。近年来,国际材料学界掀起了稀土掺杂氮氧化物荧光粉的研究热潮,并取得了一系列... 详细信息

氮氧化物荧光粉材料具有高发光效率、可被可见光有效激发、荧光特性可设计性强、热稳定性高和环境友好等诸多优点,因此成为白光LED用荧光体的重要候选材料。近年来,国际材料学界掀起了稀土掺杂氮氧化物荧光粉的研究热潮,并取得了一系列创新性研究成果。本文综述了各种新型氮氧化物荧光粉的制备方法,重点分析了各类稀土掺杂氮氧化物荧光粉的发光特征及其研究进展,最后探讨了氮氧化物荧光粉的研究发展方向。通过改变稀土掺杂离子周围的晶体场环境实现对荧光体发光性能的裁剪设计、激活离子在荧光体基质材料中所占据结晶位置的确定、高质量红光氮氧化物荧光体的研发等将是氮氧化物荧光体未来研究的主要方向。

关键词：氮化物氮氧化物荧光粉发光性能制备方法稀土

Ag-Cu-Ti连接SiC/SiC接头界面反应和界面结构

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人工晶体学报 2009年第S1期38卷 195-198页

作者：刘岩黄政仁刘学建中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 中国科学院研究生院北京100049

三元Ag-Cu-Ti活性钎料连接常压烧结SiC陶瓷。通过XRD(X-ray diffraction)、EPMA(electron probe microanalysis)和TEM(transmission electron microscopy)研究了SiC/Ag-Cu-Ti界面反应和界面结构。结果表明:焊料中的活性元素Ti与SiC发生化学反应在界面处形成连续致密的反应层,界面反应产物为TiC和Ti5Si3,整个界面形成SiC/TiC/Ti5Si3/Ag-Cu-Ti焊料的结构,其中TiC层晶粒大小约为10 nm左右并且连续分布,而Ti5Si3层晶粒大小差异大(100~500 nm)且不连续,这种差异是由于TiC的高成核率和Ti5Si3的低成核率而产生的。

关键词： Ag-Cu-Ti SiC 界面反应界面结构

用热分析技术测定碳化硅粉体对聚乙二醇的吸附量

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物理化学学报 2007年第6期23卷 926-928页

作者：陈健黄政仁董绍明江东亮中国科学院上海硅酸盐研究所结构陶瓷工程研究中心上海200050

用热分析技术TG-DTA(thermal gravimetric and differential thermal analysis)测定浆料中碳化硅粉体对分散剂聚乙二醇PEG(polyethylene glycol)的吸附量.结果显示PEG在Ar气氛中411.5℃时完全分解;碳化硅表面分散剂PEG的吸附量随着pH的增大而下降,在较高pH下大多数分散剂仍存在于溶液中;分散剂PEG的吸附量通过公式(1)进行计算.该方法简单方便,可以应用于测量氧化物或非氧化物吸附紫外-可见分光光度法不能测定的一些有机聚合物分子.

关键词：热重差热分析碳化硅聚乙二醇吸附量

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SiC晶须增强陶瓷基复合材料的研究

硅酸盐学报 1992年第5期20卷 424-430页

作者：黄政仁江东亮谭寿洪中国科学院上海硅酸盐研究所

用不同的Al_2O_3粉料,采用SiC晶须补强以及加入第三相SiC粒子弥散增韧的方式,研究了SiC晶须Al_2O_3基复合材料的力学性能,得到强度σ_f=780MPa,K_(Ic)=7.6MPa·m^(1/2)的结果。通过不同的分敌途径,对晶须分散效果进行了实验观察和探讨;... 详细信息

用不同的Al_2O_3粉料,采用SiC晶须补强以及加入第三相SiC粒子弥散增韧的方式,研究了SiC晶须Al_2O_3基复合材料的力学性能,得到强度σ_f=780MPa,K_(Ic)=7.6MPa·m^(1/2)的结果。通过不同的分敌途径,对晶须分散效果进行了实验观察和探讨;并讨论了晶须的分散均匀性对力学性能的影响。同时,就晶须团聚体在增韧过程中所起的作用提出了一种新的、可能的增韧机制,合理地解释了实验结果。最后,就三元复合系统中晶须补强和弥散增韧两种途径的迭加效果进行了讨论。

关键词：碳化硅晶须氧化铝陶瓷复合材料

常压烧结ZrB2-SiC复相材料的抗氧化行为研究

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无机材料学报 2009年第3期24卷 631-635页

作者：闫永杰张辉黄政仁刘学建中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 中国科学院研究生院北京100049

以溶胶-凝胶法合成的超细ZrB2粉体为主要原料,研究了不同含量Mo和Mo-B4C为烧结助剂时,ZrB2-SiC体系的常压烧结工艺,测试了其力学性能,并系统研究了分别以4wt%Mo和4wt%Mo-2wt%B4C为烧结助剂制备的ZrB2-20wt%SiC复相陶瓷在不同温度下的静... 详细信息

以溶胶-凝胶法合成的超细ZrB2粉体为主要原料,研究了不同含量Mo和Mo-B4C为烧结助剂时,ZrB2-SiC体系的常压烧结工艺,测试了其力学性能,并系统研究了分别以4wt%Mo和4wt%Mo-2wt%B4C为烧结助剂制备的ZrB2-20wt%SiC复相陶瓷在不同温度下的静态抗氧化行为,研究表明:仅以Mo作为烧结助剂时,在1300℃以上材料表面开始出现ZrO2颗粒析出而迅速氧化.当添加Mo-B4C复合烧结助剂时,液相保护层在1300℃开始出现,并随着温度升高逐步变厚且均匀,材料在1500℃氧化30min后,抗弯强度仍有室温强度的86%,表现出良好的抗氧化性能.

关键词：超高温陶瓷常压烧结抗氧化