利用酚醛树脂制备复杂形状碳化硅复合材料零件

李涤尘¹，乔冠军²，侯红玲¹，雷贤卿⁴，崔志中¹

(1.西安交通大学,机械制造系统工程国家重点实验室,西安,710049;
2.西安交通大学,金属材料强度国家重点实验室,西安,710049;
3.陕西理工学院,机电工程系,汉中,723003;
4.河南科技大学机电学院,洛阳,471003)

摘要:为了解决复杂形状陶瓷构件成型难的问题,利用光固化快速成型技术,以酚醛树脂为原料,制作了陶瓷复合材料构件.用XRD分析了炭支架和陶瓷构件的物相组成; 应用TGA和SEM研究了生成炭支架的热解特性、孔道系统和陶瓷构件的微观组织结构; 建立了渗硅的反应机理模型.结果表明: 炭支架主要为酚醛树脂热解后生成的无定形碳,其残碳率为65%; 渗硅温度为1500℃时生成的陶瓷构件是由Si、SiC和C组成的致密复相陶瓷; 渗硅后如果温度升高至1650℃进行排Si, 则生成多孔复相陶瓷; 光固化树脂网格结构和淀粉结合生成的孔道系统,能够有效避免制件的破裂并有利于渗硅反应; 在1500℃温度渗硅30min得到的SiC层厚为20μm.

关键词:陶瓷; 碳化硅; 模具; 快速成型; 热解;

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