多孔SiC陶瓷及其與環(huán)氧樹脂復合材料的制備研究.pdf

1、本論文研究了多孔SiC復相陶瓷材料的制備及環(huán)氧樹脂澆注料的配制，并對它們復合材料的制備工藝和性能進行了探索性研究，制備了一種具有較低密度和高耐壓強度的、可以用做固體浮力材料的新型復合材料。 利用添加造孔劑法、表面活性劑發(fā)泡法兩種方法，結合淀粉固結成型工藝，以Al2O3-Y2O3為助燒劑的條件下，低溫燒結制備了多孔SiC復相陶瓷，對多孔陶瓷的燒結溫度、助燒劑添加量及燒成品的氣孔率、氣孔形貌、耐壓強度等性能進行了研究。實驗發(fā)現(xiàn)，淀粉

2、固結成型工藝中，在50℃～90℃的固結溫度范圍內(nèi)，隨著溫度升高，固結加快，最終的生坯平整均勻，具有較高強度。實驗中多孔陶瓷的最佳燒結溫度為1550℃，Al2O3-Y2O3的最佳添加比例是10wt％。添加淀粉作為造孔劑法中，材料的密度和耐壓強度由淀粉的添加量決定，當?shù)矸鄣奶砑恿繛?0wt％～60wt％時，材料的密度從1.46g/cm3下降到0.94g/cm3，對應的強度為31.5～4MPa；表面活性劑發(fā)泡法中制得的多孔材料中含有大、中、微

3、三種大小有規(guī)律分布的氣孔，漿料的固相含量是影響材料氣孔率、密度和耐壓強度的主要因素，當固相含量為60wt％～72wt％時，多孔陶瓷的密度為0.43～1.22g/cm3，耐壓強度為5～19MPa。 分別以乙二胺、低分子量聚酰胺、改性胺T31為固化劑，研究了它們固化環(huán)氧樹脂的最佳添加比例，并對不同固化劑固化環(huán)氧樹脂材料的最終力學性能等進行了比較。實驗發(fā)現(xiàn)，三種固化劑中，低分子量聚酰胺固化環(huán)氧樹脂的力學性能最佳，其最佳添加比例是1:0

4、.9(環(huán)氧樹脂和固化劑的質量比)，該比例下材料的耐壓強度可以達到81.7MPa，密度1.08g/cm3，吸水率小于0.25％。 將制得的陶瓷材料用硅烷偶聯(lián)劑處理，然后在抽真空的條件下以大塊狀和微球狀兩種形狀與環(huán)氧樹脂復合，將其性能與空心玻璃微珠/環(huán)氧樹脂復合材料進行了比較。實驗發(fā)現(xiàn)，塊狀多孔陶瓷滲透環(huán)氧樹脂后，復合材料的密度略有增大，強度與多孔陶瓷材料相比卻有較大提高：復合材料的密度為0.57～1.30g/cm3，相應的強度6.