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β-SiAlON晶须的诱导合成和生长机制研究
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:《人工晶体学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ175[化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083, [2]中国冶金科工股份有限公司,北京100028, [3]首钢环保产业事业部,北京100041
  • 相关基金:国家自然科学基金(50874013 51074009); 国家科技支撑计划资助项目(2011BAB03B02); 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-07-0071 NCET-08-0723)资助项目
中文摘要:

以β-SiAlON粉料为晶种,SiC为基体,加入Si粉、Al粉和Al2O3粉在1900 K氮气气氛下合成β-SiAlON晶须,研究了晶须的显微结构、相组成和晶须增韧SiC复合材料的力学性能,并结合热力学研究了晶须的生长机制。结果表明:(1)以β-SiAlON粉料为诱导晶种时可以合成β-SiAlON晶须材料,其生长机制为VLS机制和VS机制;(2)当以VLS机制生长时,晶须合成z值为1.56,直径约为200~300 nm,呈柱状和纤维状,当以VS机制生长时,晶须合成z值为1.76,直径为0.5~1.5μm,呈柱状和竹节状,发育较为规则;(3)晶须相可有效提高复合材料的力学性能,相同组成的复合材料中,当β-SiAlON晶须相的含量较高时,材料可以在气孔率较高(32.1%)条件下获得了较好的抗折强度(55.2 MPa)。

英文摘要:

β-SiAlON whiskers were synthesized from β-SiAlON powder(inducing seed),SiC(basal body),Si powder,Al powder and Al2O3 powder.The microstructure,compositions of β-SiAlON whiskers and mechanical property of β-SiAlON/SiC composite were detailed discussed,and the growth mechanisms of β-SiAlON whiskers based on thermodynamic analysis were subsequently developed in this paper.The results shows that(1)the addition of β-SiAlON seed is beneficial to formation of β-SiAlON whisker,and the vapor-liquid-solid(VLS) and vapor-solid(VS) mechanisms could be adopted to explain the behavior of whiskers growth;(2)while the β-SiAlON whiskers grows in VLS mechanisms,the diameter of rodlike and fibrous wiskers is the range of 200-300 nm and the z value of β-SiAlON whisker is about 1.56;whereas in VS mechanisms,the diameter of rodlike and bamboo-like whiskers with well-developed crystalline is the range of 0.5-1.5 μm and the z value is about 1.76;(3)β-SiAlON whisker has improved the fracture strength of β-SiAlON/SiC composites,the higher flexural strength(55.2 MPa) can be obtained from the composites with many whiskers and in higher porosity(32.1%).

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
  • 邮箱:
  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9943