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SiC/C纳米复合材料的制备与性能表征

甘小荣 , 薛方红 , 黄昊 , 董星龙 , 汪晓允 , 于洪涛 , 刘艳明 , 全燮

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.015

在Ar气的保护下,以微米级的石墨粉和Si粉为原料,H2为活性气体,通过直流电弧等离子体法原位合成SiC/C纳米复合材料.采用XRD,Raman和红外光谱分析产物的成分;应用SEM和TEM观察产物的形貌和微结构;使用紫外可见漫反射光谱仪和紫外可见分光光度计分别测试了产物的光吸收性质和对亚甲基兰的光催化降解性能.结果表明:产物是由占主相的β-SiC和少量的C组分构成的SiC/C球状复合物;包覆的C壳层厚度为60nm,核层是平均粒径50nm的SiC颗粒,复合体的尺寸约为0.5~1μm;带隙为2.35eV,此复合材料具有较好的电子迁移性能和一定的光催化性能.

关键词: 直流电弧等离子体法 , SiC/C , 纳米复合材料 , 光催化

圆板状SiC/C功能梯度材料残余热应力特征有限元分析

张国兵 , 郭全贵 , 刘朗 , 史景利 , 翟更太 , 宋进仁

功能材料

功能梯度材料残余热应力的大小及分布对其性能有效发挥及长期稳定使用有着较大的负面影响,为了尽可能充分发挥材料性能,增加材料的使用寿命,需尽可能减小残余应力以及使其合理分布.本文采用ANSYS有限元分析软件对不同叠层工艺参数的等离子体第一壁候选材料--SiC/C功能梯度材料(FGM)的残余热应力进行了数值模拟,获得了使热应力有效缓和的较适宜的工艺参数,对实际研发制备目标材料也可提供一些理论参照.相关结果表明,适量增加梯度叠层数及中间梯度层厚度可逐步有效缓和残余热应力,同时,针对本文今后应用的仍以炭材料为主体的炭基陶瓷保护层复合SiC/C FGM而言,纯SiC层厚度应取较小值,而叠层成分分布指数应取0.8~1.0为宜.

关键词: SiC/C , 功能梯度材料 , 残余热应力 , 有限元

SiC/C薄膜的制备及其力学性能

王新华 , YOSHIDA T

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.01.015

以SiC超细粉为原料、采用热等离子体物理气相沉积(TPPVD)技术快速制备出了高质量SiC/C薄膜,最大沉积速度达到225 nm/s,高于常规物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)法两个数量级.用扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X射线光电子谱对薄膜的形貌和微结构进行了观察和分析,并用纳牛力学探针测定了薄膜的力学性能.研究结果表明,向等离子体中导入CH4,SiC/C薄膜沉积速度增大,薄膜中C含量增加,薄膜断面呈现柱状结构.薄膜硬度和弹性模量随薄膜中C含量增加而降低,在接触深度为40 nm时由纳牛力学探针测得沉积薄膜的最大硬度达到38 GPa.

关键词: 薄膜 , SiC/C , 硬度 , 力学性能

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