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硅酸盐通报2025年第03期:不同烧结助剂无压烧结α-SiC的性能对比研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:龙绍军;刘喆;秦媛;孙超;张海明;何勇;郑继云;

单位:中国核动力研究设计院核燃料元件及材料研究所;四川大学材料科学与工程学院;中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室;

摘要:基于无压烧结技术,本文以6Al_2O_3-4Y_2O_3、2MgO-2Al_2O_3-5SiO_2、3Al_2O_3-2SiO_2和B_4C为烧结助剂,开展了低掺量烧结助剂制备高密度碳化硅(α-SiC)的研究,对不同种类烧结助剂及烧结工艺制备的α-SiC的物相、显微组织、力学性能进行分析。结果表明,在液相烧结方面,添加4.0%(质量分数)的6Al_2O_3-4Y_2O_3烧结助剂,经1 850℃烧结制备的α-SiC性能最优,密度达到3.19 g·cm~(-3),但该工艺制备的α-SiC在1 300℃时,弯曲强度及断裂韧性分别衰减34.9%和7.4%。在固相烧结方面,添加0.3%(质量分数)的B_4C烧结助剂,经2 000℃烧结制备的α-SiC密度达到3.14 g·cm~(-3),在室温及1 300℃时均具有优异的力学性能。结合DF-TEM对比分析了固相烧结及液相烧结制备的α-SiC显微组织,初步揭示了添加6Al_2O_3-4Y_2O_3、B_4C烧结助剂制备的α-SiC在室温及高温下的弯曲强度及断裂韧性演变的机理。

关键词:无压烧结α-SiC;;固相烧结;;液相烧结;;室温力学性能;;高温力学性能