硅碳棒經(jīng)冷熱循環(huán)后其強度變化
鍵取代,硅碳棒從而形成-Sialon固溶體。從圖2可見-Sialon僅存在于SipN-AIZO'AlN連線上。其分子式為Sib_ZA120ZN:一:(0<Z<4.2),即單相3'-Sialon應(yīng)該是AIz03'AIN同時溶于Si5N;中的固溶體。因此3'-Sialon硅碳棒可以從Si3NAlzOAlN(或Si,Al,N2,AIz馬)反應(yīng)得到,也可從Si3N,Siq、AlN(或Si,Al,Nz,Siq)反應(yīng)得到:(2一Z/3)SiN,+Z/3A1z03+Z/3AlN—Si_zA1zOzNa_z(2一Z/2)SiN4+Z/2Siq+ZAIN—Sib_zAIzOzNa_z硅碳棒還可通過下列反應(yīng)得到Sialonoz偽·4Siq(葉蠟石)+9C+3N2-Si4Alzq餞+9C0(Z=2)3(AlZ幾·2Siq)(高嶺土)+15C+SN:一SipA1303Ns+15C0(Z=3)2Siq+4Al+2Nz一SitAlaqNa(Z=4)O'-Sialon是SizNzO與z的固溶體。分子式為Siz一二AIXOI+aNz_x(0<X<0.3)。硅碳棒通常是由Si3N,,,Siq、Alz馬反應(yīng)燒結(jié)的。加入燒結(jié)助劑可在較溫度生成O'-Sialon由于Sialon中溶有一定量z島,其抗氧化性較Si3N4,SizN20強。O'-Sialon抗氧化性最佳。Sialon結(jié)合硅碳棒通常是在硅碳棒骨料中加入10%--20%的Si粉,5%一10%的AlZCy粉以及燒結(jié)助劑如Yzq等;成型、干燥后在N:氣氛中于1450`C燒成,Sialon結(jié)合硅碳棒的抗氧化性與抗堿性優(yōu)于SipN;或SizNzO結(jié)合的硅碳棒。研究過各Sialon結(jié)合硅碳棒中Sialon的Z值大小對硅碳棒性能的影響。得出:Z=2時常溫強度與高溫強度最大;抗熱震性隨著Z值增大而增強;抗堿性與抗渣性則隨著Z值增大而下降;Z值越犬堿處理后的體積膨脹越大。過Sialon結(jié)合相含量、Z值大小與不同加入物對Sialon結(jié)合硅碳棒性能的影響,并得出:Sialon相含量增加,試樣的體積密度、氣孔率與常溫強度都得到改善;;Z值增加,試樣氣孔率降低,高溫強度下降。他們還生產(chǎn)了SipNaSialon結(jié)合的硅碳棒硅碳棒。自結(jié)合硅碳棒(1)(3-SiC結(jié)合硅碳棒a-SiC骨料中,按生成卜SiC的化學(xué)計量加入Si粉與石墨粉,加入暫時性結(jié)合劑后經(jīng)混練、成型、干燥,埋于焦炭粒中在1400一1600℃燒成。燒成后硅碳棒中的結(jié)合相除3-SiC外,還有少量SitNZO等。3-SiC結(jié)合硅碳棒由于其結(jié)合相件SiC晶粒細小,活性較大,因此其抗氧化性、抗水蒸氣以及結(jié)合力都不如SyN;或Sialon結(jié)合的硅碳棒。(2)再結(jié)晶碳化硅結(jié)合相為。-SiC。要使結(jié)合相為。-SiC,需要將俘-SiC在2400℃完全轉(zhuǎn)變?yōu)樵俳Y(jié)晶a-SiC3-SiC在高溫轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的。-SiC后,冷卻時不會再轉(zhuǎn)變?yōu)榧iC。因此這種硅碳棒需要在惰性氣體中,于2400℃左右高溫下燒成。這種硅碳棒成本高、價格貴。由于這種硅碳棒是由高溫相a-SiC直接結(jié)合,且無玻璃相,因此其強度不會隨溫度升高而降低。這種硅碳棒經(jīng)冷熱循環(huán)后其強度變化也不大。zsrider.com
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