酚醛树脂对反应烧结碳化硅显微结构与性能的影响

王友兵¹，吉晓莉¹，武七德¹，邓明进¹

(1.武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉,430070)

摘要:以碳化硅(w(SiC)=99%,d50=5μm)、炭黑(w(C)=99.8%,d50=0.38 μm)和单质硅(w(Si)=98.6%)为原料,无水乙醇(w(乙醇)=99.6%)、热塑性酚醛树脂(0.074μm、工业级)为结合剂,鸟洛脱品为固化剂,以50 MPa的单向压力,分别将采用干混工艺、湿混工艺混合、干燥后的物料压制成型为Φ50 mm×5 mm的生坯,在N2保护下经800℃焙烧、炭化处理,有机物热降解后得到陶瓷素坯.研究了酚醛树脂在不同加入量(其质量分数分别为4%、8%、10%、12%、16%)及混练工艺(干混、湿混)对反应烧结碳化硅素坯强度和烧结体显微结构的影响,并采用SEM和光学显微镜分析了试样的显微结构和断面形貌.结果表明:当酚醛树脂加入量为12%时,采用湿混工艺可以制备出具有良好可浸渗性且抗折强度高达45 MPa的素坯,完全可以满足复杂异型件在烧成以前进行机械加工的要求,烧结体的抗折强度最高可达455 MPa.与干混工艺相比,用湿混工艺制成烧结体的显微结构更加均匀,晶粒更加细小,裂纹扩展更加曲折.

关键词:反应烧结; 碳化硅; 酚醛树脂; 显微结构;

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