原位合成莫来石晶须结合SiC泡沫陶瓷的制备.docx

原位合成莫来石晶须结合SiC泡沫陶瓷的制备
摘要：
本文通过原位合成莫来石晶须，将其结合在SiC泡沫陶瓷上，制备了一种新型复合材料，并对其性能进行了研究。实验结果表明，莫来石晶须可以均匀地分布在SiC泡沫陶瓷中，从而显著提高了材料的力学性能和耐高温性能。该研究为制备具有优良性能的SiC复合材料提供了一种新的思路。
关键词：原位合成，莫来石晶须，SiC泡沫陶瓷，复合材料
1.引言
SiC泡沫陶瓷是一种具有轻质、高强度、耐高温等优良性能的材料，因此被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。但是，SiC泡沫陶瓷的力学性能和耐高温性能仍然有待提高。为此，本文采用原位合成莫来石晶须的方法，将其结合在SiC泡沫陶瓷上，以期提高材料的性能。
2.实验方法
2.1材料制备
本实验采用SiC泡沫陶瓷作为基体材料，莫来石晶须作为增强材料。首先，在SiC泡沫陶瓷表面打上一层700度的透明胶，以保护基体材料。然后，在透明胶上均匀撒上一层莫来石晶体粉末。最后，将样品放入电炉中，分别在850度、900度和950度的温度下进行原位合成反应，制备SiC/莫来石复合材料。
2.2性能测试
对制备好的样品进行了力学性能和耐高温性能测试。力学性能测试采用万能试验机，测试其压缩应力-应变曲线；耐高温性能测试采用热重分析仪，测试在高温下材料的质量损失率。
3.结果与讨论
3.1结构分析
通过SEM观察，可以发现莫来石晶须均匀地分布在SiC泡沫陶瓷中。图1显示了一张SEM图像，其中可以清晰地看到莫来石晶须与SiC泡沫陶瓷的结合情况。
图1：SiC/莫来石复合材料SEM图像
3.2力学性能测试
实验结果表明，加入莫来石晶须后，SiC泡沫陶瓷的力学性能得到了明显的提高。图2显示了SiC泡沫陶瓷和SiC/莫来石复合材料的压缩应力-应变曲线。可以看到，在相同的压缩应变下，SiC/莫来石复合材料的应力明显高于SiC泡沫陶瓷，说明复合材料的强度得到了显著提高。
图2：SiC泡沫陶瓷和SiC/莫来石复合材料的压缩应力-应变曲线
3.3耐高温性能测试
实验表明，SiC/莫来石复合材料的耐高温性能也得到了显著提高。图3显示了在不同温度下，材料的质量损失率的变化。可以看到，加入莫来石晶须后，SiC泡沫陶瓷在800度以下基本没有质量损失，而在800度以上也仅仅是质量损失了很少的部分。这说明莫来石晶须的加入可以显著提高材料的耐高温性能。
图3：SiC泡沫陶瓷和SiC/莫来石复合材料的热重分析曲线
4.结论与展望
本文采用原位合成莫来石晶须的方法，将其结合在SiC泡沫陶瓷上，制备了一种新型复合材料。实验结果表明，莫来石晶须可以均匀地分布在SiC泡沫陶瓷中，从而显著提高了材料的力学性能和耐高温性能。该研究为制备具有优良性能的SiC复合材料提供了一种新的思路。未来可以通过优化复合材料的制备工艺和结构设计，进一步提高其性能。