下载

0下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 【doc】不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究

【doc】不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究.doc

【doc】不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究

对只欠一句相儒以沫
2018-11-19 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《【doc】不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究doc》,可适用于社会民生领域

【doc】不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究年月第期总第期金刚石与磨料磨具工程DiamondAbrasivesEngineeringctDNoSeria文章编号:X()不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究程宝珠刘新红贾全利(河南工业大学,郑州)(郑州大学材料科学与工程学院,郑州)摘要本文用热重分析仪,x射线衍射仪和扫描电子显微镜(SEM)研究了两种不同粒度(m,,m)的碳化硅粉体在一l温度范围内非等温氧化的特性,结果表明:()粒度较小的试样的比表面积是试样的多倍,试样氧化开始温度为,而试样的氧化开始温度为oC,试样在的氧化增重率为,试样的增重率为这表明在相同实验条件下,碳化硅粒度越小,活性越高,氧化程度越高()粒度较小的碳化硅氧化产物为方石英()SEM表明SiC表面生成SiO保护膜可封闭部分气孔,阻止O向内扩散,为保护性氧化关键词粒度碳化硅氧化中图分类号TG文献标识码AOxidationresistanceofSiCpowderwithdifferentparticlesizeChengBaozhuLiuXinhongJiaQuanli(HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou,China)(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou,China)AbstractThenonisothermaloxidationcharacteristicsofSiCpowderwithdifferentparticlesize(,Ixm,,Ixm)at,werestudiedbyusingTGDTA,Xraydiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscope(SEM)Theresultsshowthat:()ThespecificsurfaceareaofsampleismorethantimesthatofsampleTheinitialoxidationtemperatureofsampleisoC,andthatofsampleisoCAtoCtheweightgainpercentageofsampleisandthatofsampleisThisindicatesthatunderthesameconditions,thefinertheSiCparticles,thehighertheiractivityandtheiroxidizability()ThereactionproductofSiCwithsmallerparticlesizeiscristobalite()SEMrevealsthatthereisSiOfilmonthesurfaceofSiCparticleswhichblockstheporesbetweenparticlesandpreventsfromdiffusingintoSiCparticlesSothiscanbeconsideredasprotectiveoxidationKeywordsparticlesizeSiCoxidationO前言碳化硅(SiC)材料具有高强度,高抗热震性,优良河南省教育厅资助项目(A)的耐磨性,高热导率及耐化学腐蚀性等,应用较为广泛,如磨料磨具,陶瓷窑具,耐火材料,电加热元件,热交换器以及碳碳复合材料的防氧化涂层等但第期程宝珠等:不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究由于碳化硅在高温氧化环境下容易氧化,氧化后性能衰退,这使碳化硅制品的制备和应用受到限制碳化硅磨料在现行的陶瓷磨具烧成制度下易发生氧化反应碳化硅磨具(如砂轮)在应用时,由于切割温度可达以上,SiC会少量氧化碳化硅作为陶瓷材料的抗氧化性已有较多研究报道j,但碳化硅粉体作为磨料的抗氧化性研究报道很少,不同粒度碳化硅磨料的抗氧化性研究还未见报道碳化硅颗粒的形状,大小,分布以及表面特性等都对碳化硅的氧化有重要的影响,本工作探讨粒度大小对碳化硅粉体抗氧化性的影响,期望能为碳化硅磨具的制造和应用提供有用的技术数据实验实验所用原料为商品黑碳化硅,SiCI,A,,SiO,C约,Si约,其物相分析示于图詈爱省图碳化硅粉原料的物相分析FigXRDpatternofSiCrawmaterial图说明:碳化硅粉主要物相是一SiC,为H和H型,还有少量的C和微量的Si采用两种粒度的碳化硅来研究其抗氧化性,其粒度分布示于图a和b,:,Ixm,:l,m用热重分析仪(TGDTA,NETZSCHSTAC)来研究碳化硅粉体在,lcI=下的非等温氧化特性取mg碳化硅粉放人刚玉坩埚中,通人合成干燥空气(H,,流量为mLmin),升温速率为min,研究氧化增重与温度的关系,并用JSMLV型扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,SEM)观察氧化后试样的形貌特征另取g碳化硅粉放人氧化炉中,仍以min的升温速率升至,用型号为PHILIPSX'Pert的X射线衍射仪(Cu靶Kct辐射)分析氧化后试样的物相组成】誉蛙OOooO直径gm图两种碳化硅的粒度分布FigParticlesizedistributionoftwotypeSiC图的说明:的Dl=m,Do=m,D=m,比表面积mg的Dl=m,D=m,D=Ixm,比表面积mg结果与讨论碳化硅粉的非等温氧化特性试样和试样于oC氧化后增重率与温度的关系示于图a和b碳化硅的氧化反应如下:SiC(S)(g)=SiO(S)CO(g)在氧化过程中SiC反应转化为SiO:,为重量增加的反应SiC分子量为,SiO分子量为,根据化学反应计算,一个分子SiC反应转化为SiO,其重量增加,可用氧化增重的多少来评价碳化硅氧为因此化的程度由图a知,对于试样,当温度时,有微O摹姗醯伽O金刚石与磨料磨具工程第期透料蛐l磐逞胬呻l窘oriOooo温度O温度~C(b)图试样在不同温度下的增重率FigWeighgainpercentageofspecimensatdifferenttemperature量失重,这主要是由碳化硅粉中微量的C氧化引起从约oC开始有微量增重,说明此时已开始发生氧化反应当温度高于时,氧化增重明显增加当温度时,氧化增重率进一步加快,至时氧化增重率为由图b知,对于试样,从约开始增重,,oC增重率明显增加,当温度高于oC时增重进一步加快,至时氧化增重率为由此可知,试样开始氧化温度比试样低cc,且的氧化增重率是试样的倍这是由于试样粒度较小,具有较高的比表面积,其比表面积是试样的多倍,因此试样活性较高,更易与,发生反应,在相同条件下氧化程度较高碳化硅粉氧化后的物相分析氧化后,试样的物相分析分别示于图a和b由图知,试样氧化产物主要为方石英,且其峰较强试样中没发现方石英,可能氧化产物为无定形SiO,无定形SiO还未转化成结晶SiO,X射线衍射仪无法检测出SiC氧化时在低温下先生成无定形SiO,随温度升高无定形SiO逐渐转化为结晶态的石英或方石英对于试样,氧化开始温度较低,生成的无定形SiO随温度升高逐渐转化为方石英而试样氧化开始温度较高,可能无定形的SiO还未转变为结晶态,也可能SiO,的生成量较少以至于XRD无法检l室盟詈耋誉{I…l{二虬L山图氧化后试样的物相分析FigXRDpatternsofspecimensafteroxidizing测出试样氧化后的显微结构分析试样氧化后的电镜照片示于图图试样氧化后的显微结构FigMicrostruetureofspecimenNoafteroxidizing由图知,SiC氧化后表面生成一层玻璃薄膜,即SiO薄膜这层薄膜封闭了颗粒间部分气孔,可阻止进一步向内扩散,使SiC不再被氧化,并能在高温下稳定存在,因此碳化硅氧化属于保护性氧化结论通过对不同粒度的碳化硅粉在,温度范围内氧化性的实验研究,结果表明:英『旆二j一啪咖啪第期程宝珠等:不同粒度的碳化硅磨料氧化性研究()粒度越小,比表面积越大,在相同实验条件下,开始氧化的温度越低且氧化程度越高()粒度较小的碳化硅氧化产物为方石英,且表面生成SiO保护薄膜可阻止O向内扩散参考文献刘芳,范文捷碳化硅磨料在陶瓷磨具中氧化性能的研究J金刚石与磨料磨具工程,():常春,陈传忠孙文成SiC的高温抗氧化性分析J山东大学(工学版),():胡成香,余小锋碳化硅氧化性的探讨J武当学刊(自然科学版),,():潘牧,南策文碳化硅(SiC)基材料的高温氧化和腐蚀J腐蚀科学与防护技术,,():朱练平,夏光华碳化硅粉体的氧化动力学行为J中国陶瓷工业,,():JiaQuanli,ZhangHaOun,LiSuping,JiaXiaolinEffectofparticlesizeonoxidationofsiliconcarbidepowdersJCeramicsInternational,,:一XinmeiHou,KuoChihChou,FushenLiAnewtreatmentforkineticsofoxidationofsiliconcarbidefJCeramicsInternationa,:XinmeiHou,GuohuaZhang,KuoChihChouInfluenceofparticlesizedistributiononoxidationbehaviorofSiCpowderJJournalofAlloysandCompounds,,:张惠民普通磨料制造M北京:中国标准出版社,O李志宏陶瓷磨具制造M北京:中国标准出版社,作者简介刘新红,女,年生,博士,郑州大学副教授,主要从事高温材料的科研和教学工作Email:liuxinhongZZUeducn程宝珠,女,年生,硕士,河南工业大学副教授,长期从事磨料磨具和无机非金属材料的教学与科研等工作Email:chengbaozhutom(上接第页)降低了烧结所需的激活能,形成了大量新鲜表面以及过饱和的固溶体,同时,球磨过程中粉末颗粒细化,晶粒尺寸减小,一方面提高了粉末本身的强度,另一方面提高了粉末的比表面积和晶界含量,减小了烧结时原子的扩散距离,并且,球磨过程中在粉末中引入了高密度的缺陷,为原子提供了快速扩散的通道IJ从而促进了烧结的进行随着球磨时间的延长,当球磨时间达到h时,其烧结密度和抗折强度又有所下降,这主要是因为当储能达到一定程度时,继续球磨会使储存的应变能因颗粒破碎而释放掉因此球磨h为最佳球磨时间结论()CuSiC球磨h后,Cu衍射峰基本消失,球磨至h后cu峰完全消失,SiC衍射峰变矮并宽化()球磨h后比球磨h后的粉末储能高,球磨h后,CuSiC复合粉末的储能相当于未合金化粉末相变潜热的,球磨h后其储能相当于未合金化粉末相变潜热的()在球磨h时粉体的抗折强度和烧结密度都(修回日期:)(编辑:张慧)L一一一达到了最大值,h时抗折强度达MPa以上参考文献孙毓超金刚石工具与金属学基础M北京:中国建材工业出版社,:张念东碳化硅磨料工艺学M机械工业出版社,,:,BenjaminJSMechanicalalloyinghistoryandpotentialJNovelPowderMetal,,():吉宏亮MoCu粉末的机械合金化及烧结特性研究D国防科技技术大学研究生院,周本濂材料制备中的非平衡过程J材料研究,,():韦世强,殷士龙,刘文汉等机械合金化Fecu系统的EXAFX研究J物理,,():作者简介贺战文,男,年生,武汉工业学院机械工程学院,讲师,主要研究方向是材料成型Email:hezhanwenlsohutom通讯作者:王明智,河北省秦皇岛燕山大学材料学院Email:wmzwysueduCB(修回El期:)(编辑:张慧)iiJJJi

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

评分:

/11

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利