硅碳棒在使用温度和经济价值上均有着较金属电发热体更为优越性能
SiC为原料添加A12岛、Fez认,H3B0:进行了SiC硅碳棒的烧结,研究了不同助剂的含量对SiC硅碳棒的密度、气孔率、电阻率的影响,还研究了混合添加剂对SiC硅碳棒的影响。并研究了SiC硅碳棒的导电机理及添加剂对其导电性的影响。结果表明,单种添加剂中A12仇含量为0.3%时,密度最大,Fez场含量为0.2时电阻率最小。多种添加剂中A12认+Fez03各含0.5%时密度最大,电阻率较小。通过SEM和能语分析,表明有2A1,C3.SiC相存在。碳化硅是典型的强共价键材料,具有高强、高硬、高热导、低膨胀、密度小等性质,具有较好的抗热冲击性和抗腐蚀性。碳化硅这一系列优良性能使其在机械、化工、能源、军工等方面获得大量应用,也使其成为许多高新技术领域和高温应用中的首选材料。硅碳棒在使用温度和经济价值上,均有着较金属电发热体更为优越的性能。此外,与其他无机材料电发热体(如二硅化铂电发热体)相比,其原料丰富、价格便宜。但由于SiC本身的强共价性,使其在高温下的自扩散系数相当低,即使在2100℃的高温下C和Si在高纯SiC中的自扩散系数分别仅为1.5X10-0cmZ/s和2.5X10-'3cmz/sz,所以纯碳化硅很难烧结,即使采用热压烧结若没有合适的添加剂,使SiC致密的温度也是相当高的。所以,选择合适的添加剂降低SiC烧结致密化温度一直是材料科学工作者的研究目标。本文主要是通过研究不同添加剂、不同添加剂的混合对SiC硅碳棒在密度、气孔率、电阻率的影响,进行添加剂对其性能影响的机理研究,达到进一步提高硅碳棒性能的目的。本实验采用合理的SiC粉末颗粒级配混料,加人不同种类的添加剂,再向已经配好的粉料中加人适量的粘结剂作结合剂,混合均匀后,在适当的压力下用金属模具压制成130mmX26~的长条形试样。然后再放于烧结炉中烧结,制成SiC硅碳棒。性能测试
(1)密度的测定用液体浸泡试样,然后再用沸水煮3h,尽量使试样达到饱和。用液体静力天平和电子天平称饱和试样表观质量(mz)、饱和试样空气中质量(ma)和试样干重(mi)。然后再根据下面公式计算:吸水率:Wa=[ma一ml)/mX1000o气孔率:Pa=[Cma一ml)/ma-ml)X100体积密度:Db=[miXD,/(ma-mz)]X100(2)电阻率的测定采用四电极法测定反应烧结碳化硅的室温电阻率,其测试原理如图1所示。根据公式:R=U/1=pXL/s,则p=UXs/CIXl)计算碳化硅试样的电阻率,其中、为试样横截面积,1为通过样品电流,l为电压电极间距。http://www.zbqunqiang.cn
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