金属一碳化硅陶瓷基复台材料性能研究摘‘要本文以Ｓ ｉＣ 陶瓷材料为基础， 首先通过添加３ｖ ０ １％不锈钢颗粒制备不锈钢一Ｓ ｉＣ陶瓷基复合材料， 来确定添加剂以及涂层材料的最佳用量。 然后以此量为基准， 分别添加１ｖ ０ １％、 ５ｖ ｏ ｉ％和７ ｖ ０ １％的不锈钢颗粒制作而成不锈钢一Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料； 加入１ｖ ０ １％、 ３ｖ ｏ ｔ％以及５ｖ ０ １％的金属钨颗粒制作而成ｗ —Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料； 用ｌｖ ０ １％、３ｖ ０ １％、 ５ｖ ０ １％、 ７ ｖ ｏ ｌ％、 ９ ｖ ０ １％、 １ Ｉｖ ｏ ｌ％、 １３ｖ ｏ ｌ％以及１５ｖ ｏ ｌ％的金属钛颗粒制作而成Ｔ ｉ—Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料； 以及用１ｖ ０ １％、 ３ｖ ０ １％、 ５ｖ ０ １％、 ７ ｖ ０ １％、 ９ ｖ ０ １％． ｝Ｎ１１ｖ ０１％的金属锰粉制成Ｍ ｎ —Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料。采用万能试验机和Ｔ ｃ —ＩＩ闪光法热导仪分别测量了各金属一Ｓ ｉｃ 陶瓷基复合材料的力学性能和导热...

  金属一碳化硅陶瓷基复台材料性能研究摘要本文以Ｓ ｉＣ 陶瓷材料为基础， 首先通过添加３ｖ ０ １％不锈钢颗粒制备不锈钢一Ｓ ｉＣ陶瓷基复合材料， 来确定添加剂以及涂层材料的最佳用量。 然后以此量为基准， 分别添加１ｖ ０ １％、 ５ｖ ｏ ｉ％和７ ｖ ０ １％的不锈钢颗粒制作而成不锈钢一Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料； 加入１ｖ ０ １％、 ３ｖ ｏ ｔ％以及５ｖ ０ １％的金属钨颗粒制作而成ｗ Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料； 用ｌｖ ０ １％、３ｖ ０ １％、 ５ｖ ０ １％、 ７ ｖ ｏ ｌ％、 ９ ｖ ０ １％、 １ Ｉｖ ｏ ｌ％、 １３ｖ ｏ ｌ％以及１５ｖ ｏ ｌ％的金属钛颗粒制作而成Ｔ ｉＳ ｉＣ 陶瓷基复合材料； 以及用１ｖ ０ １％、 ３ｖ ０ １％、 ５ｖ ０ １％、 ７ ｖ ０ １％、 ９ ｖ ０ １％． ｝Ｎ１１ｖ ０１％的金属锰粉制成Ｍ ｎ Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料。采用万能试验机和Ｔ ｃ ＩＩ闪光法热导仪分别测量了各金属一Ｓ ｉｃ 陶瓷基复合材料的力学性能和导热性能； 用ｘ 一射线衍射分析（ Ｘ Ｒ Ｄ ）和扫描电镜（ Ｓ Ｅ Ｍ ）研究了各金属－ － Ｓ ＩＣ 陶瓷基复合材料的显微结构特征： 讨论了影响金属一ｓｉｃ陶瓷基复合材料烧结性能的各种各样的因素； 根据结果得出：含３ｖ ０ １％不锈钢颗粒的不锈钢一Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料中， 加入３ｗ ｔ％添加剂和１８ ｗ ｔ％的涂层材料时， 复合材料相对密度最高， 致密性最好， 抗折强度最好。 在固定最佳添加剂和涂层材料数量的基础上， 随着金属颗粒体积含量的增加， 复合材料的相对体积密度增大（ 含钨的除外）。 但金属含量超过一定量后， 相对密度有下降的趋势， 分别是： 不锈钢＞ ５ｖ ０ １％， 钛＞ １ｌｖ ０ １％， 锰＞ ７ ｖ ０ １％。随着金属颗粒体积含量的增加， 金属－ － Ｓ ＩＣ 陶瓷基复合材料的抗折强度、 断裂韧性和热导率都有明显的增加。 与相同条件烧结的Ｓ ｉＣ 陶瓷相比较， 添加不同金属的Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料的抗折强度相对增幅分别是： 不锈钢为２． ０ ２倍、 钨１． ６ ５倍、钛２． ４ ４ 倍和锰２． １７ 倍； 断裂韧性相对增幅分别是： 不锈钢１． ５４ 倍、 钨１． ５９ 倍、 钛Ｉ． ８ ６ 倍和锰１． ８ ４ 倍： 热导率（ ５ｖ ｏ ｌ％金属）相对增幅： 钨、 钛、 不锈钢和锰的复合材料分别为５． ９ ２、 ５． ７ ８ 、 ５， ０ ９ 和２． ９ ７ 倍， 而含１３ｖ ｏ ｌ％钛的复合材料则提高了６ ． ９ ７倍。 表明金属在Ｓ ｉＣ 陶瓷中有很明显的增强增韧作用． 同时大幅度的提升其热导率。在含有不同金属的Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料中分别有新相生成； 添加不锈钢、 ｗ 、Ｔ ｉ和Ｍ ｎ 的复合材料中分别对应有莫来石相、 高温碳化钨相、 高温碳化钛相和低熔点Ａ １７ ４ Ｓ ｉ６ Ｍ ｎ ２０ 相生成。 这些新相的生成使复合材料的显微结构致密， 增强金属与Ｓ ｉＣ颗粒闻的结合力。在以上实验的基础上， 结合残余应力增韧、 颗粒延性增韧和经典断裂力学理论，探索了金属一Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料的增韧机理。 以含不锈钢的复合材料为基础， 提出金属一Ｓ ｉＣ 陶瓷基复合材料断裂韧性的理论公式：忙ｋ圳” 器堋～ｄ０． ０石８历５－ ｄＹ － ）。 ＂吒厚把Ｍ ｎ － － Ｓ ＩＣ 陶瓷基复合材料和Ｔ ｉＳ ｉＣ 陶瓷基复合材料的实验数据代入此式后， 经拟合的理论曲线与实验值比较， 两者有大体相同的变化趋势。 说明此理论公式能较好的解决此类金属－ － Ｓ ＩＣ 陶瓷基复合材料的断裂韧性问题。关键词： 陶瓷基复合材料； 力学性能； 影晌因素： 增韧机理； 显微结构； 热导率