耐火与石灰 2019, 44(1) 53-58 DOI:      ISSN: 1673-7792 CN: 21-1544/TQ

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机械合金化
碳化硅
放电等离子烧结(SPS)
非晶质
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高能球磨法制备含Al-C的纳米Si-C粉末的低温致密化研究
张武
摘要

研究了通过高能球磨制备含Al-C的纳米Si-C粉末。该粉末是由超细β-SiC微晶(约5 nm)和非晶Si-C基质组成。在合成粉末中,TEM-EDS分析显示Al的分布相对均匀(d50:170 nm)。在压力为20 MPa、温度为1 650 ℃的条件下,经30 min烧结后,含有6.5%添加剂的SiC的相对密度为98.1%。当添加剂含量降低至3.3%时,SiC可以在1 800 ℃下致密化。Si-C粉末中的Al含量会随着烧结温度而改变,例如在1 650 ℃下烧结,Al含量从4.11%变为2.6%,该值远高于溶解度极限(在1 800 ℃时为0.26%),这是由于Al在粉末中均匀分布及其低烧结温度。铝在晶界处偏析,而通过TEM分析未发现液相形成,表明晶界扩散是主要的致密化机制。烧结试样的机械性能类似于具有相同化学组分的、含有大量烧结添加剂的SiC-Al4SiC4体系(5.6%/13%),也类似于使用更高的压力(20  MPa/ 60 MPa)和烧结温度(1 650 ℃/1 800 ℃)获得的烧结试样。

关键词 机械合金化   碳化硅   放电等离子烧结(SPS)   非晶质  
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