1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050
2 2.南京理工大学 材料科学与工程学院, 南京 210094
3 3.西北工业大学 材料学院, 西安 710072
4 4.中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 宁波 315201
碳化硅(SiC)陶瓷作为一种高性能结构功能一体化的陶瓷材料, 在航空航天、核能工业和制动系统等领域应用广泛。然而, 传统的制造方法无法满足大尺寸复杂结构SiC陶瓷日益增长的市场需求, 例如发动机喷嘴、襟翼和涡轮叶片等。黏结剂喷射(BJ)3D打印突破了传统成型的约束, 可以提供新的制造思路。本工作采用颗粒级配SiC的思路, 基于级配理论优化较佳的颗粒度配比, 研究了BJ打印对级配前后SiC陶瓷素坯及烧结体性能的影响。研究发现, BJ打印级配后的SiC素坯经过一次前驱体浸渍裂解(PIP)处理, 能够快速制备抗弯强度最大达到(16.70± 0.53) MPa的SiC素坯, 相比采用20 μm中位径未级配的样品提高了116%。进一步采用液相渗硅制备了致密的SiC陶瓷, 其密度、抗弯强度、弹性模量和断裂韧性分别达到(2.655±0.001) g/cm3, (285±30) MPa, (243±12) GPa和(2.54±0.02) MPa·m1/2。XRD分析表明, SiC烧结体主要以3C-β-SiC晶为主。本研究基于颗粒级配的原料, 采用黏结剂喷射打印, 结合一次浸渍裂解与液相渗硅制备工艺, 高效可靠地制备了高性能SiC陶瓷材料。
碳化硅 颗粒级配 黏结剂喷射打印 前驱体浸渍裂解 silicon carbide particle grading binder jetting printing precursor impregnation and pyrolysis
1 南京理工大学材料科学与工程学院， 江苏 南京 210094
2 南京工程学院材料工程学院， 江苏 南京 211167
采用3 kW光纤激光偏置铝侧焊接的方式，完成了TC4钛合金和6082铝合金的连接。测试了接头的宏微观组织及力学性能特征，通过有限元方法对接头的温度场分布及钛/铝结合界面的热循环曲线进行了模拟。研究结果表明，钛/铝激光偏置焊接可获得无裂纹、无气孔,具有良好拉伸强度的接头，钛试板在焊接过程中发生部分熔化，端面变得不平整。在凝固过程中，钛/铝结合界面会形成一个厚度较薄的钛/铝金属间化合物层，其主要相为TiAl3。拉伸试验表明，接头的最高抗拉强度为153 MPa，是铝基材强度的72.9%；接头的断裂模式为脆性解理断裂，断裂发生在金属间化合物层位置，引起断裂的脆性相为TiAl和TiAl3。
激光技术 激光焊接 异种金属焊接 钛合金 金属间化合物 微观组织 中国激光
2018, 45(11): 1102010
1 南京理工大学材料科学与工程学院, 江苏 南京210094
2 宁夏大学民族预科教育学院, 宁夏 银川750021
通过差热分析（TGA/DSC）、 X射线衍射分析（XRD）、 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)等测试技术, 对实验室制备的纯净托贝莫来石的高温相变规律进行系统的研究。 DSC结果表明, 托贝莫来石结构中有四个层间分子水, 加热到300 ℃时四个层间分子水逐渐失去。 当温度升高到724 ℃时, 部分Si—O—H键断裂, 失去羟基。 XRD结果表明托贝莫来石晶体结构在724 ℃时已经破坏, 衍射峰基本消失, 煅烧后的样品为无定形的非晶态。 当温度持续升高到861 ℃时, 发生晶型重构, 硅灰石晶体出现, 结构转变为有序的、 稳定的晶体结构。 当温度到达1 000 ℃的时候, 完全转变为2M型硅灰石晶体结构。 托贝莫来石的高温相变经历了“托贝莫来石→脱水托贝莫来石→脱羟基托贝莫来石→硅灰石”一系列转变过程。
托贝莫来石 高温相变 差热分析 XRD分析 红外分析 Tobermorite High-temperature phase change DSC X-ray diffraction IR 光谱学与光谱分析
2013, 33(8): 2227
