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碳化硅多孔陶瓷的制备及研究进展

张志金 , 王富耻 , 于晓东 , 王扬卫 , 邹优锐 , 李凯 , 栾志强

材料导报

碳化硅多孔陶瓷具有抗腐蚀、抗热震性及低的热膨胀系数等特点,在冶金、化工、环保、航空、微电子等技术领域具有广泛的应用.综合阐述了制备碳化硅多孔陶瓷的主要工艺与制备过程,并对相关工艺的特点进行了分析,最后展望了碳化硅多孔陶瓷的发展趋势.

关键词: 碳化硅多孔陶瓷 , 制备工艺 , 性能

网络陶瓷增强金属复合材料的研究现状

张志金 , 王富耻 , 于晓东 , 王扬卫 , 巩延亮 , 李凯 , 栾志强

材料导报

综述了目前网络陶瓷增强金属基复合材料的发展及研究现状,重点介绍了网络陶瓷预制体及复合材料的主要制备工艺,并指出了各工艺的特点.评述了网络陶瓷增强金属复合材料的性能特点,指出了目前网络陶瓷增强金属基复合材料存在的问题及解决方法,并展望了对网络陶瓷增强金属基复合材料未来的发展方向.

关键词: 网络陶瓷 , 复合材料 , 制备工艺

三维网络碳化硅多孔陶瓷的制备

张志金 , 于晓东 , 王扬卫 , 李凯 , 栾志强

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.4.011

以中间相沥青添加55％(质量分数,下同)的Si粉混合物为原料,制备了含Si的炭泡沫模板.在高温反应烧结炉中,氩气气氛下1500℃保温1～6h,结合反应烧结工艺制备了碳化硅多孔陶瓷.利用扫描电子显微镜( SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对碳化硅多孔陶瓷的微观形貌、物相组成进行了观察,并对熔融Si与C的反应机理进行了探讨.结果表明:碳化硅多孔陶瓷的微观结构与炭泡沫模板的微观结构一致,烧结温度1500℃下,随着保温时间的延长,多孔陶瓷的弯曲强度先增大后减小,而孔隙率先减小后增大；在保温4h的条件下制备的碳化硅多孔陶瓷主要由β -SiC相组成,最大弯曲强度为26.2MPa,对应的孔隙率为45％.内部熔融的Si与外部熔融的Si同时与C反应生成SiC,最后两者结合在一起形成致密的SiC多孔陶瓷.

关键词: 多孔陶瓷 , 碳化硅 , 炭泡沫 , 反应烧结

VOCs控制催化剂的研制

尹维东 , 栾志强 , 乔惠贤 , 李岩

中国稀土学报

以堇青石蜂窝陶瓷体为第一载体、γ-Al2O3为第二载体,制成的含稀土La和过渡金属元素的复合氧化物催化剂,在连续流动的反应体系上评价了催化剂对苯、氰氢酸、乙酸和氯苯等VOCs的氧化反应活性.结果表明: 采用LaCuMn组合制备的催化剂,La的含量在7%～10%左右、Cu的含量在5.5%左右、Mn的含量在7.5%左右时,第二载体γ-Al2O3的负载以采用半胶、pH值4～5、加入某些活性剂、负载量以7%～10%、活化温度为400～500 ℃时制成的催化剂的活性最好,研制的VOCs控制催化剂对各种VOCs均具有很高的催化活性.

关键词: 催化化学 , VOCs , 催化剂 , 稀土

新型轻质碳基泡沫材料研制

李凯 , 栾志强 , 叶平伟 , 余立琼

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.065

采用中间相沥青和原煤为碳源和发泡材料,硅粉为硅源,通过发泡、炭化和石墨化分别制备了高导热沥青基炭泡沫体、煤基炭泡沫体和碳化硅泡沫.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了样品的微观结构,测定了样品的部分力学和热学性能.分析结果表明所制备样品性能达到了国外商业化产品的水平.

关键词: 炭材料 , 泡沫 , 碳化硅 , 沥青 , 煤

中间相沥青基炭泡沫

李凯 , 栾志强

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.01.016

关键词:

SiC涂层对泡沫炭高温抗氧化性能的影响

张志金 , 王富耻 , 于晓东 , 邹优锐 , 李凯 , 栾志强

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2008.02.015

采用包埋法在中间相沥青基泡沫炭表面生成了一层致密的高温抗氧化碳化硅涂层,研究了SiC涂层对泡沫炭高温抗氧化性能的影响.通过热重分析仪(TG)对有、无SiC涂层的泡沫炭的抗氧化性能变化进行了分析,采用扫描电子显微镜(SEM)分析了SiC涂层的结构和形貌特征变化,同时在1 200℃空气气氛中对SiC涂层的抗氧化性能进行了测试.结果表明:SiC涂层使泡沫炭的抗氧化性能有了显著的提高,并且随着SiC涂层厚度的增加,泡沫炭的抗氧化性能也随之增强.

关键词: 泡沫炭 , 碳化硅涂层 , 包埋法 , 抗氧化

三维网络SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料的制备

张志金 , 王扬卫 , 于晓东 , 王富耻 , 李凯 , 栾志强

稀有金属材料与工程

以中间相沥青添加质量分数为50%的Si粉制备的炭泡沫预制体为坯体,在高温感应烧结炉中结合反应烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷预制体.利用挤压铸造工艺制备了SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiC多孔陶瓷骨架及复合材料的微观形貌和界面结构,通过X射线衍射分析仪(XRD)对多孔陶瓷预制体物相组成进行了分析.利用阿基米德排水法,测试了多孔陶瓷的孔隙率和复合材料的密度.结果表明:添加Si的质量分数为50%的炭泡沫预制体反应烧结后获得的SiC多孔陶瓷具有三维连续通孔结构,孔筋致密并且具有较高的开口孔隙率.通过挤压铸造工艺制备的SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料界面结合良好,无明显缺陷.

关键词: 三维网络 , 复合材料 , SiC多孔陶瓷 , 挤压铸造