关键词： 热障涂层   微弧等离子喷涂   碳化硅晶须   复合涂层   抗热震性能  

摘要： 运用微弧等离子喷涂制备了碳化硅晶须(SiCw)掺杂部分稳定ZrO2(YPSZ)复合热障涂层(CTBCs),对涂层进行了显微组织观察、EDS分析、XRD分析和抗热震性能试验.喷涂过程中,复合粉末里的部分SiCw在高温下分解产生的气体夹杂在熔融的颗粒内形成气孔,另一部分沉积在涂层中起到降低热应力和钉扎、桥联作用.结果表明,随着粉末中SiCw含量的增加,复合陶瓷层的孔隙率呈增大趋势;复合涂层的抗热震性能优于单纯氧化锆涂层,SiCw含量为20%的复合涂层的抗热震性能最优.

关键词： Si3N4   SiC晶须   热力学   机理  

摘要： 对氮化硅转化法制备碳化硅晶须的反应过程进行了热力学分析;采用氮化硅为硅源,石墨、活性炭和炭黑为碳源,氧化硼作为催化剂,利用氮化硅转化法分别在1500℃、1550℃、1600℃合成碳化硅晶须,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析合成晶须的特征。结果表明:合成反应在1450℃以上可以发生,且随着温度的升高,平衡常数急剧增加,SiC晶须直径变大;以活性炭和炭黑等较高活性的碳源代替石墨可以提高晶须的质量和生成量,通过对晶须合成过程的分析,推测晶须的生长属于螺旋位错生长机理。

关键词： 碳化硅   晶须   制备工艺   热力学分析  

摘要： 晶须是在人工控制条件下,以单晶形式生长的一种短纤维,其长径比很大,一般都大于10,直径非常小（0.1～10um）,其原子排列高度有序,晶体结构近乎完整,因而强度近乎于完整晶体的理论值。在所有陶瓷晶须中,SiC晶须以其优异的性能被用来增强陶瓷基和金属基复合材料。因此,各国学者对晶须的研究和开发受到高度重视。 本文首先研究不同的硅源和碳源对合成晶须的影响。然后以硅微粉,石墨,Na3AlF6为原料,研究了SiO2-C-Na3AlF6体系中,不同工艺条件下对合成晶须的影响。采用XRD和SEM等研究手段对生成的产物进行了表征。 研究结果表明:以纯度高的埃肯硅微粉为硅源,石墨为碳源所合成的晶须质量较好,石墨的粒度不能过小或过大,在100目左右时生成晶须的质量最好。温度过低无法形成晶须（如1300℃）,在1500℃的温度下形成的晶须质量最好。随着保温时间的延长,所得晶须直径增大,长径比增大。Si/Al比从2∶1增大到8∶1的过程中,晶须直径先增大再减小。Si/Al比为4∶1时,合成晶须的质量最好。 对晶须合成过程进行了热力学分析,研究了SiO和CO分压对合成反应的影响,结果表明:CO和SiO分压对反应体系中各相稳定性和过饱和度的影响。平衡时SiO气体的分压是相当大的,其分压大约为10-2atm到1atm之间。随着CO分压的减小,SiC合成反应的开始温度逐渐降低。随着Psio增大,过饱和度增大,当Psio为10-2atm时Pco要小于10-1atm,才能使过饱和度∑大于10,所以CO和SiO的分压要控制在一定范围内,满足晶须生长的要求。 生长机理最有可能是二维气-固成核生长机理,在气-固界面SiC通过二维成核生成片状晶芽,台阶在驱动力作用下沿光滑界面运动,沿（111）面最终生长成晶须。

关键词： 碳化硅晶须   SiO2微粉   石墨   粒度   机理  

摘要： 分别以SiO2微粉、石英砂和高岭土为硅源,用不同粒度的石墨为碳源,Fe2O3、H3BO3和NaCl作为催化剂,采用碳热还原法制备了碳化硅晶须.通过扫描电镜和电子探针分析晶须的形貌和组成,研究了3种硅源、不同种类的催化剂和不同粒度的石墨对SiC晶须生成及形貌的影响,探讨了晶须的生长机理.结果表明:选用SiO2微粉作为硅源,H3BO3作为催化剂所合成的SiC晶须生成量和形貌都较好;不同粒度的原料会在反应空间和反应速度上对晶须的生成产生不同的影响,当石墨粒度为100目时效果较好;在晶须的顶端发现催化剂熔球,推测合成机理为VLS机理.

关键词： 碳化硅晶须   纳米   制备方法  

摘要： 碳化硅纳米晶须的制备方法,分为固相材料法、气相材料法和液相材料法。分析了各种方法的机理、工艺和特点。对碳化硅纳米晶须的未来研究作了展望。

关键词： 碳化硅晶须   分散   聚乙烯亚胺:聚丙烯酰胺  

摘要： 以蒸馏水、乙醇与乙二醇的混合液为分散介质,聚乙烯亚胺(polyethylene imine,PEI)、非离子型聚丙烯酰胺(nonionic polyacry lamide,PAM)为分散剂,对碳化硅晶须(SiCw)悬浮液的均匀稳定分散性进行研究。结果表明:以75%(体积分数)乙二醇与25%(体积分数)无水乙醇的混合液为分散介质,分散效果最佳;添加1.5%(质量分数)PEI时,SiCw能在pH=4～10的范围内实现均匀稳定分散,添加0.1%～0.3%(质量分数)PAM时,仅在pH=8～10,能实现SiCw均匀稳定分散。

关键词： 碳化硅   晶须   微孔陶瓷  

摘要： 介绍一种制备碳化硅微孔陶瓷的新方法。以碳化硅晶须为主要原料,不添加任何造孔剂,采用传统的烧结工艺,在1700℃下制备出孔隙率高于56%、平均孔径为3.8μm、弯曲强度为158 MPa的碳化硅微孔陶瓷,并研究了制备工艺对制品性能的影响。研究结果表明:微孔的形成机理主要是晶须之间的架桥作用;通过调节碳化硅晶须的长径比、烧结助剂用量、烧结温度等条件,可以有效地控制微孔陶瓷孔隙率的高低、孔径的大小及其力学性能。

关键词： SiC纳米晶须   阵列结构   热蒸发   孪晶纳米线生长机理   堆垛层错  

摘要： 碳化硅(SIC)纳米晶须不仅维持SiC块体材料的宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子迁移率等特点,还由于小尺寸和低维效应,在光、电、热、磁及机械性能等方面展现奇特性质,在光电子材料、复合材料、传感器、催化剂等方面有潜在重要应用。具有有序阵列结构的SiC纳米晶须还可能成为新一代高分辨的显示材料和发光材料。对有阵列结构的一维SiC纳米晶须的制备、性能、生长机理及应用进行系统研究不论在科研还是实际应用方面都具有重要的意义。 与大量文献报道的制备方法相比,本文采用相对简便和成本低廉的热蒸发技术,采用不同的碳源和硅源在碳纤维和石墨基板上沉积生长了β-SiC(3C-SiC)纳米晶须及其阵列。应用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱仪等测试手段研究了SiC纳米晶须的相组成、形貌和结构;应用拉曼光谱、光致发光光谱和场致电子发射等分析方法研究了SiC纳米线的光学和电学性能。在上述基础上,提出了热蒸发法生长SiC纳米晶须的反应机理,探索了SiC纳米晶须的微观结构与性能的关系。论文得到了一系列重要结论,取得了一些创新性成果,为SiC纳米晶须在纳米器件领域的实际应用打下了的基础。 研究结果表明,碳源及真空度的不同对SiC纳米晶须的形貌及阵列结构有重大影响:碳纤维基体上制得的SiC晶须具有针尖状的头部形貌,呈试管刷状阵列结构,而石墨片上合成的SiC晶须为取向不规则草坪状阵列,呈六棱柱状形貌;碳纤维上合成SiC晶须对真空度的要求较高,只在低真空下能制得大量产物,而石墨片上则在高和低真空下均能合成大量SiC晶须。在熔体熔化的前提下,生长温度对实验结果影响不大,温度的不同对晶须生长的快慢有所影响,进而体现在所制得的晶须的长短上有所不同。基于反应不同阶段所得到的SiC晶须的不同形貌,并结合其他实验现象分析了针尖状SiC纳米晶须的生长机理;基于六方棱柱状SiC纳米晶须内部的周期性{111}孪晶结构,论文首次提出了孪晶纳米线的生长机理。 论文对以上两种碳源基体上制得的SiC纳米晶须进行室温下的光致发光(PL)和拉曼光谱实验。拉曼光谱分析表明SiC纳米晶须的拉曼曼峰位有向低波数偏移的现象,这种现象是由于其晶须内存在的堆垛层错所造成。光致发光谱显示,SiC纳米晶须的发光峰位较之β-SiC体单晶有明显的蓝移。SiC纳米晶须中堆垛层错导致的孪晶超晶格结构的量子限域效应是引起蓝移及发光峰分裂的主要原因。 石墨片基底上获得的草坪状SiC纳米晶须阵列的场致电子发射实验表明SiC纳米线具有良好的电子发射性能、高的亮度和低的开启电压,其场发射开启电压是2.1V/μm。 本文还以钴硅合金为硅源,采用热蒸发法同时在石墨基板上和合金熔体表面生长了SiC纳米线。通过对比分析发现,一定温度下不同的金属硅化物的硅蒸气压不同导致了反应体系SiO过饱和度的不同,从而得到了不同形貌的SiC纳米线。硅合金熔体表面所得到的SiC纳米线/晶须可用固-液-固(SLS)和气-液-固(VLS)的联合生长模式来解释。

关键词： 复合材料   赛璐珞   制备方法   碳化硅晶须   混合均匀   溶剂挥发   真空干燥箱   高速混合机  

摘要： 本发明公开了一种赛璐珞复合材料，其特点是由质量化硅晶须、1％～5％的偶联剂及1％～12％的溶剂制成。所述赛璐珞复合材料的制备步骤为：将偶联剂溶于溶剂中并搅拌均匀，加入纳米级β-碳化硅晶须，混合均匀；溶剂挥发后，放入真空干燥箱烘干；取赛璐珞粉体与上述混合粉料放入高速混合机中混合均匀后模压成型。

关键词： 化学气相沉积法   气-液-固机制   碳化硅晶须  

摘要： 采用化学气相沉积(CVD)法以气-液-固(VLS)机制生长了碳化硅(SiC)晶须,系统研究了基片表面的气流状况、生长温度和反应室总气压等对SiC晶须形貌的影响。研究结果表明:当基片表面存在较强的平流状态时,以生长SiC薄膜为主,很难形成晶须;生长温度及反应室总气压对晶须的直径有较大影响,合适的生长温度以及较高的总压有利于晶须的生长。