一、原位析出片晶韌化相的SiBON玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能（論文文獻(xiàn)綜述）

李建權(quán)^[1]（2012）在《SiBON材料制備技術(shù)及反應(yīng)機(jī)理研究》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理SiBON材料綜合了SiO2和BN透波材料的優(yōu)點,在保持SiO2和BN優(yōu)異介電性能的同時,具有穩(wěn)定的力學(xué)性能和低介電常數(shù),可承受高馬赫數(shù)飛行條件下對天線罩材料防熱、承載與透波等要求,有望成為新一代天線罩材料。研究SiBON材料制備技術(shù)及反應(yīng)機(jī)理可為制備SiBON材料提供理論基礎(chǔ),對透波材料的發(fā)展具有重要意義。本論文采用溶膠-凝膠法合成SiBOC粉體凝膠和SiBONC纖維前驅(qū)體,通過除碳制得低碳含量的SiBO粉體凝膠和SiBON纖維前驅(qū)體,并在氮氣氣氛中高溫氮化,制備了納微米級SiBON粉體和SiBON纖維；以SiBON粉體為基體,加入不同含量的SiBON纖維,在1000-1300℃下制備了SiBON復(fù)合材料。借助于濁度分析、Zeta電位分析、熱重分析（TG）、差示掃描量熱分析（DSC）、光學(xué)顯微鏡分析（OM）、紅外光譜分析（FT-IR）、掃描電鏡（SEM）、元素能譜分析（EDS）、X射線衍射儀分析（XRD）、激光粒度分析、透射電鏡分析（TEM）、核磁共振分析（NMR）、電性能分析等測試手段,研究了SiBOC粉體凝膠和SiBONC纖維前驅(qū)體的合成、除碳及氮化工藝對納微米級SiBON粉體和SiBON纖維組成和形貌的影響,分析探討了SiBON粉體顆粒和SiBON纖維的形成過程和反應(yīng)機(jī)理,研究了SiBON復(fù)合材料的力學(xué)性能、介電性能與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。按照硼酸3.0-3.5%、正硅酸甲酯10.0-12.5%的比例,在反應(yīng)溫度75-85℃,反應(yīng)時間3h,pH10的條件下,制備了穩(wěn)定的SiBO溶膠。論文研究了木質(zhì)素季銨鹽陽離子表面活性劑（DC）和十二烷基苯磺酸鈉陰離子表面活性劑（CSN）對SiBO溶膠體系穩(wěn)定性的影響。研究表明,在沒有加入表面活性劑的情況下,SiBO溶膠成核誘導(dǎo)期為45min,SiBO膠粒具有ζ電位為負(fù)的雙電層結(jié)構(gòu)。當(dāng)反應(yīng)時間達(dá)到3h時,SiBO溶膠體系的ζ電位由反應(yīng)初期的-6.5mv降到-8.5mv。加入100ppm的DC表面活性劑后,SiBO溶膠成核誘導(dǎo)期縮短到35min,反應(yīng)3h后溶膠體系的ζ電位升高至-4mv左右。這種現(xiàn)象表明DC的加入不僅不能提高SiBO-溶膠體系的穩(wěn)定性,反而增加了SiBO溶膠體系的團(tuán)聚現(xiàn)象。加入100ppm CSN表面活性劑,SiBO溶膠的誘導(dǎo)期為60min,經(jīng)過反應(yīng)3h后,溶膠體系的ζ電位由最初的-14mv降低到-24.8mv。ζ電位降低的主要原因是CSN加入到SiBO溶膠體系后,使SiBO膠粒表面產(chǎn)生負(fù)電積累,造成ζ電位降低；另一方面,CSN的加入改變了SiBO膠粒表面的極性,促使憎水基團(tuán)一致朝外定向排列,增加了SiBO膠粒間相互排斥力,阻止了SiBO膠粒之間的堆積,使SiBO膠粒分散均勻。SiBON材料中的碳含量對材料的介電性能有較大影響。為了降低SiBON材料中的碳含量,將SiBOC凝膠和SiBONC前驅(qū)體分別在N2和水蒸氣的氣氛中,于200-700℃進(jìn)行除碳處理。結(jié)果表明,在水蒸氣氣氛下處理,除碳效果較好,700℃時保溫30min后,產(chǎn)物的碳含量為0.1%。論文研究了在氮氣氣氛下1200-1600℃范圍內(nèi),SiBON試樣的晶相組成變化。XRD分析結(jié)果表明,試樣以非晶相物質(zhì)為主,包含少量晶相。120℃氮化后的試樣存在SiO2的衍射峰；1400℃氮化后的試樣,除了SiO2的衍射峰外,也出現(xiàn)了微弱的BN衍射峰；1600℃氮化后出現(xiàn)較強(qiáng)的BN衍射峰。對1600℃氮化后的SiBON試樣進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)分析與表征。SEM分析表明,沒有加入表面活性劑的試樣有顆粒團(tuán)聚體現(xiàn)象；加入了CSN的試樣,顆粒細(xì)小,平均直徑在1μm以下,顆粒分布較均勻。EDS分析表明,試樣中的氮含量比氮化前增加了約45%,說明SiBON凝膠在高溫氮化過程中,N能夠進(jìn)入到試樣的結(jié)構(gòu)中。TEM分析表明,SiBON粉體顆粒表面粗糙,包含晶態(tài)和非晶態(tài)兩種形態(tài)。晶態(tài)區(qū)域的SiBON形貌呈現(xiàn)兩種狀態(tài)：一是BN薄片狀的扇形形貌,粒徑100nm左右；二是BN和SiO2的塊狀形貌,粒徑100nm左右。固態(tài)11B、29Si核磁共振分析表明,SiBON試樣是非晶相和晶相的混合體,晶相主要是Si02.h-BN.t-BN以及少量Si3N4。FT-IR分析顯示,SiBON粉體試樣主要含有Si-O-Si、B-N和B-N-Si等鍵,并含有少量的B-O-Si、B-O-B鍵。綜上分析認(rèn)為,所制備試樣是由含有B-N-Si、B-O-Si鍵的SiBON非晶態(tài)物質(zhì)以及Si02.h-BN、t-BN和少量Si3N4晶相物質(zhì)組成的混合體。對1600℃氮化后的SiBON試樣機(jī)械粉磨,研究了不同粉磨時間對粉體粒徑的影響。激光粒度分析表明,沒有機(jī)械粉磨的SiBON粉體,最大粒徑為326nm,平均粒徑為166nm,粒徑在100nm以下的顆粒占10%。經(jīng)過10min的機(jī)械粉磨后,粒徑在100nm以下的占33%,經(jīng)過20min機(jī)械粉磨后SiBON粉體粒徑在100nm以下的約占70%,經(jīng)過30min機(jī)械粉磨后粒徑在100nm以下的約占80%,說明高溫氮化后的SiBON粉體試樣是納米顆粒的團(tuán)聚體。在以硼酸和正硅酸甲酯為原料、氨水為pH調(diào)節(jié)劑,制備SiBO溶膠的過程中,正硅酸甲酯水解生成硅醇,硼酸與硅醇以及硅醇與硅醇反應(yīng)生成的硼氧基團(tuán)與硅氧基團(tuán)中的氧和NH3.H2O中的N都是強(qiáng)電負(fù)性中心,易與不同硅羥基形成氫鍵吸附并脫水,產(chǎn)生SiB2O2N環(huán)狀結(jié)構(gòu)；另一方面,Si-OH之間縮水能夠生成層狀結(jié)構(gòu)的硅氧四面體[SiO4]；環(huán)狀結(jié)構(gòu)的SiB2O2N與層狀結(jié)構(gòu)的硅氧四面體構(gòu)成了穩(wěn)定的膠體體系。干凝膠在高溫氮化過程中,N元素置換粉體結(jié)構(gòu)中的O原子從而形成了高含氮的結(jié)構(gòu)的SiBON。論文研究了SiBONC纖維前驅(qū)體的合成條件,在3.5-4.0%的硼酸,9.0-11.0%的正硅酸乙酯,3-3.5%的三聚氰胺,反應(yīng)溫度為80℃,反應(yīng)時間為3h,pH為8的條件下,制備了SiBONC纖維前驅(qū)體。該纖維前驅(qū)體分散均勻,表面光滑,長徑比大于45。論文研究了不同pH值對反應(yīng)體系穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,對于pH=4和pH=6的反應(yīng)體系,兩體系ζ電位變化趨勢一致,反應(yīng)初期的ζ電位均約為-6mv,隨著反應(yīng)時間的延長,體系的ζ電位降低。反應(yīng)時間達(dá)到3h時,均降低至-9mv,反應(yīng)體系不穩(wěn)定,易生成團(tuán)聚體；對于pH=8和pH=10的反應(yīng)體系,最初的ζ電位約為-13mv,反應(yīng)時間達(dá)到3h時,均降至-17mv,反應(yīng)體系穩(wěn)定,不易生成團(tuán)聚體,說明在堿性條件下才能制備穩(wěn)定的SiBONC纖維前驅(qū)體。論文研究了在氮氣氣氛下1400-1800℃范圍內(nèi),SiBON纖維試樣的晶相組成變化。XRD分析結(jié)果表明,1400℃氮化后的試樣呈非晶態(tài)；1600℃氮化后試樣的衍射圖譜存在SiO2的衍射峰；1800℃時,衍射圖譜除了出現(xiàn)SiO2的衍射峰外,還有BN的衍射峰。SiBONC纖維前驅(qū)體在1800℃氮化試樣的SEM分析表明,pH=8時制備的SiBON纖維表面光滑,分布均勻,長徑比大于25。EDS分析表明,pH=5時制備的前驅(qū)體,N含量為5.88%；pH=8時制備的SiBONC纖維前驅(qū)體,N含量為20.21%。經(jīng)高溫氮化后,兩試樣的氮含量分別增加到23.26%和23.34%,表明高溫氮化能夠提高試樣的氮含量,特別對于pH=5條件下制備的試樣,高溫氮化使得試樣中的氮含量提高近3倍。TEM分析表明,SiBON纖維試樣呈現(xiàn)兩種不同的結(jié)構(gòu)：一是BN六方柱狀晶相結(jié)構(gòu),其截面邊長在30nm左右；另一類是長片狀的非晶結(jié)構(gòu),長片寬約20nm。固態(tài)11B.29Si核磁共振分析表明,SiBON纖維試樣是非晶相和晶相的混合體,晶相主要是Si02.h-BN、t-BN以及少量的Si3N4。FT-IR分析顯示,SiBON纖維結(jié)構(gòu)中主要含有B-N、B-O、B-O-B、 O-Si-O、B-N-Si等鍵,并含有少量的B-O-Si、Si-O-Si和硅氧四面體。因此,與粉體材料類似,所制備試樣是由含有B-N-Si、B-O-Si鍵的SiBON非晶態(tài)物質(zhì)以及Si02.h-BN、t-BN和少量Si3N4晶相物質(zhì)組成的混合體。在SiBONC纖維前驅(qū)體的生長過程中,三聚氰胺具有晶種的作用,能夠使正硅酸乙酯水解后的硅醇與硼酸反應(yīng)生長成短纖維。加入三聚氰胺后,溶液體系中反應(yīng)生成的Si-O基團(tuán)和B-O基團(tuán)中的O以及三聚氰胺分子中-NH2基團(tuán)的N都是強(qiáng)電負(fù)性中心,容易和硅醇中的Si-OH基團(tuán)形成氫鍵吸附,與不同硅羥基形成氫鍵時能產(chǎn)生環(huán)狀結(jié)構(gòu)。Si-OH與Si-OH之間醚化脫水,形成層間結(jié)構(gòu)的Si-O-Si鏈段。Si-O-Si鏈段的不斷增長,使微粒沿SiBONC徑向生長,最終形成具有一定長徑比的SiBONC纖維前驅(qū)體。SiBON纖維前驅(qū)體在N2氣氛中高溫氮化時,N元素置換結(jié)構(gòu)中的氧原子,形成高N含量的結(jié)構(gòu)。以SiBON粉體為基體,加入不同含量的SiBON纖維,在1000-1300℃下制備了SiBON復(fù)合材料。結(jié)果表明,隨著纖維含量的增加,復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度呈先增加后降低的趨勢,而介電常數(shù)稍有增加。當(dāng)燒結(jié)溫度為1300℃、SiBON纖維含量為12.5%時,SiBON復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度達(dá)108.7MPa,介電常數(shù)為2.1,介質(zhì)損耗角正切值為0.012。彎曲強(qiáng)度的提高可能是由于纖維相互交錯,在承受載荷時,相鄰的纖維產(chǎn)生互鎖效應(yīng)引起的；過多的纖維加入,復(fù)合材料顯氣孔率快速增加,從而使彎曲強(qiáng)度下降。

楊繼偉^[2]（2008）在《鋁銅雙金屬拉拔復(fù)合工藝的研究》文中研究指明目前的家用電器、各種機(jī)械、輸送機(jī)和日用品領(lǐng)域內(nèi),以節(jié)能、節(jié)省資源等為出發(fā)點,不斷向制品輕量化、經(jīng)濟(jì)化、高性能化發(fā)展。因此,對基礎(chǔ)材料的要求也隨之多樣化、高級化,原有的鋁或銅等單一材料已經(jīng)不能與此相適應(yīng),客觀上迫切需求能有大幅度超過上述材料特性和功能的新材料問世。本文設(shè)計了一套可用于萬能拉伸機(jī)上的拉拔裝置和拉拔模具,采用拉拔和旋壓兩種工藝成形不同規(guī)格的鋁銅復(fù)合棒材;探討了不同工藝參數(shù)的變化特點;并研究了熱處理工藝對鋁銅棒性能和組織的影響。實驗結(jié)果表明,本課題設(shè)計的拉拔裝置和拉拔模具能夠?qū)崿F(xiàn)鋁銅棒材的拉拔復(fù)合。采用表面處理—旋壓前端—旋壓后端—拉拔—擴(kuò)散退火等工藝制備不同規(guī)格的鋁銅復(fù)合棒材其組織性能良好,表面光潔度高。對拉拔復(fù)合工藝參數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),隨著拉拔速度的增加,拉拔力總體呈現(xiàn)上升趨勢。變形量的增大會導(dǎo)致拉拔力增加,同時也提高了鋁銅復(fù)合的結(jié)合強(qiáng)度和鋁銅間的擴(kuò)散程度。銅管的壁厚對鋁銅拉拔復(fù)合工藝產(chǎn)生不同的影響,壁厚越厚越不利于拉拔復(fù)合成形,越薄則會導(dǎo)致拉拔缺陷,銅管壁厚選取0.6mm為最佳。在低溫擴(kuò)散退火階段,隨著溫度和時間的增加,鋁銅界面的結(jié)合強(qiáng)度先增加后減小,最大結(jié)合強(qiáng)度可以達(dá)到15.2kN·m-1。從結(jié)合界面的形貌觀察和成分分析可知結(jié)合界面逐漸由韌性撕裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈运毫?。因?低溫退火的最佳熱處理工藝為250～350℃保溫1～2h。在高溫擴(kuò)散退火階段,隨著溫度和時間的增加,鋁銅界面的結(jié)合強(qiáng)度逐漸下降,其結(jié)合強(qiáng)度處于低溫300～350℃退火的界面結(jié)合強(qiáng)度之間,最大結(jié)合強(qiáng)度為11.8kN·m-1。從成分分析和形貌觀察上可以看出,在高溫階段鋁銅原子間擴(kuò)散非常迅速,形成完全不同于低溫退火的形貌,但同時也增大了金屬間化合物的形成速率,導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度的下降。因此,高溫退火的最佳熱處理工藝為560～580℃保溫3～6min。

趙程,羅昆,張恒^[3]（2005）在《復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及展望》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理綜述了復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀,預(yù)測復(fù)合材料綠色化、功能與多功能化、智能化的未來發(fā)展方向.

溫廣武,張俊寶,雷廷權(quán),周玉^[4]（2003）在《原位析出片晶韌化相的SiBON玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能》文中研究指明本文對非晶態(tài)SIBON納米粉末熱壓燒結(jié)研究,發(fā)現(xiàn)SIBON材料在1400℃時開始致密化同時開始析晶,析出晶體為h—BN、其余成分以非晶態(tài)存在。h—BN析出量隨著燒結(jié)溫度的升高而增多。在1400℃、1600℃和1700℃時,材料中BN形態(tài)分別為近等軸顆粒、大片晶和小片晶。這種從玻璃基體中析出的BN比通常所見的BN粉末有更完整的層片狀晶體結(jié)構(gòu)。這種原位析出片晶韌化相的SiBON玻璃陶瓷具有很高的力學(xué)性能。分析認(rèn)為較高的強(qiáng)度主要歸因于BN析出相對玻璃基體產(chǎn)生的壓應(yīng)力,而較高的斷裂韌性來自于BN晶片所產(chǎn)生的裂紋偏轉(zhuǎn)、橋接和晶片拔出增韌機(jī)制。

二、原位析出片晶韌化相的SiBON玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能（論文開題報告）

（1）論文研究背景及目的

此處內(nèi)容要求：

首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景，再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題，并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點或解決方法。

寫法范例：

本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細(xì)粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細(xì)論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。

（2）本文研究方法

調(diào)查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。

觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。

實驗法：通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果關(guān)系。

文獻(xiàn)研究法：通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。

實證研究法：依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實踐的需要提出設(shè)計。

定性分析法：對研究對象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的研究，這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。

定量分析法：通過具體的數(shù)字，使人們對研究對象的認(rèn)識進(jìn)一步精確化。

跨學(xué)科研究法：運(yùn)用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進(jìn)行研究。

功能分析法：這是社會科學(xué)用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。

模擬法：通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。

三、原位析出片晶韌化相的SiBON玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能（論文提綱范文）

（1）SiBON材料制備技術(shù)及反應(yīng)機(jī)理研究（論文提綱范文）

（2）鋁銅雙金屬拉拔復(fù)合工藝的研究（論文提綱范文）

（3）復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及展望（論文提綱范文）

四、原位析出片晶韌化相的SiBON玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能（論文參考文獻(xiàn)）

• [1]SiBON材料制備技術(shù)及反應(yīng)機(jī)理研究[D]. 李建權(quán). 山東大學(xué), 2012(12)
• [2]鋁銅雙金屬拉拔復(fù)合工藝的研究[D]. 楊繼偉. 沈陽工業(yè)大學(xué), 2008(02)
• [3]復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 趙程,羅昆,張恒. 浙江萬里學(xué)院學(xué)報, 2005(02)
• [4]原位析出片晶韌化相的SiBON玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能[J]. 溫廣武,張俊寶,雷廷權(quán),周玉. 陶瓷科學(xué)與藝術(shù), 2003(06)

標(biāo)簽：復(fù)合材料論文;  玻璃陶瓷論文;  陶瓷基復(fù)合材料論文;  溶膠凝膠法論文;  陶瓷纖維論文;