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SiC-AIN系強靭性固溶体と複合体の焼結合成と特性評価

SiC-AIN基坚韧固溶体及复合材料的烧结合成及性能评价

基本信息

批准号：
05750628
负责人：
李敬鋒
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

炭化ケイ素(SiC)セラミックスは1500℃以上でも高い強度を示し耐熱性に優れており、窒化ケイ素よりもさらに高温で安定に使用できると期待されているが、室温強度と破壊靭性が十分でない欠点がある。本研究では、窒化アルミニウム(AIN)との固溶化(いわゆるセラミックアロイング)を行うことにより、従来の炭化ケイ素より高い強度と靭性を示すSiC-AIN系セラミックスを合成することができた。具体的に、まず、炭素還元反応法を取り上げ、平均粒径が約0.3mumのSiC-AIN固溶体および複合体粉末を合成できた。その反応課程と固溶体の組成範囲を詳しく調べ、合成反応モデルを提案した。次に熱間等方圧成形法により焼結固化を行い炭化ケイ素単体粉末より低い焼結温度で緻密なSiC-AIN固溶体および複合体を作製した。機械的性質を評価した結果、SiC-AIN固溶体と複合体はそれぞれSiC単体焼結体より2倍程度高い強度(最高値1000MPa)あるいは破壊靭性(最高値6.5MPam^<1/2>)を示し、SiCの強靭化に対してセラミックアロイングの有効性を明らかにした。さらに炭素還元反応法の他に、SiC粉とAIN粉の素粉末混合体を調製し、加圧焼結と常圧焼結法によりSiC-AIN系固溶体と複合体を作製し、組織観察、相分析および特性評価を行い、合成プロセスと特性との関係を明らかにした。本系材料は従来の炭化ケイセラミックスより高い強靭性を有すると共に、組成と組織を制御することにより熱伝導率などの物性を幅広く制御できる特徴があるため、遮熱性と耐熱性が要求される環境において使用できることが分かった。

Carbonization (SiC) and high strength above 1500 ℃ indicate tolerance, asphyxiation, high temperature, stability, room temperature strength, low temperature, low temperature, low The purpose of this study is to study the effect of solid solution (AIN) on the properties of solid solution, carbon, high strength and high strength of SiC-AIN system. The average particle size is about 0.3mum, SiC-AIN solid solution, and the composite powder is synthesized. The reaction process is based on the composition of the solid solution and the synthesis of the proposal. The second order isobaric forming method was used to cure the solid solution, and the carbonized carbon powder powder was used to densify the SiC-AIN solid solution complex at low temperature. Mechanical performance test results, SiC-AIN solid solution complex SiC test results, twice the strength (maximum 1000MPa), failure performance (up to 6.5MPam^ & lt;1/2>), and SiC enhancement. Carbon elemental analysis, SiC powder, AIN powder, powder mixture, SiC-AIN solid solution complex, tissue analysis, phase analysis, characterization, synthesis, characterization and characterization. The materials of this department are mainly carbonized, and the strength of the system is very high. The organization makes the system, the physical property, the environmental protection, and the environmental protection.