声明
摘要
1．1前言
1．2 SiC晶须的制备
1．2．1气-固-液法合成SiC晶须
1．2．2气-固法合成SiC晶须
1．2．3液相法制备SiC晶须
1．3 β-SiC结合SiC耐火材料的研究进展
1．4 SiC材料的高温性能
1．4．1 SiC材料的高温抗氧化性能
1．4．2 SiC材料的抗热震性能
1．4．3 SiC材料的抗冰晶石侵蚀性能
1．5第一性原理计算及其在材料中的应用
1．6本论文的目的、意义及主要研究内容
第2章实验
2．1．1实验原料
2．1．2实验主要设备
2．2实验制备过程及工艺研究
2．2．2过渡金属纳米颗粒低温催化膨胀石墨／SiO2溶胶合成3C-SiC粉体
2．2．3放电等离子烧结一步制备3C-SiC／多层石墨烯复合陶瓷
2．2．4一步法制备3C-SiC／多层石墨烯结合SiC耐火材料
2．2．5膨胀石墨／Si粉原位催化反应制备自结合SiC耐火材料
2．33C-SiC粉体和3C-SiC/多层石墨烯粉体的表征
2．4第一性原理计算过渡金属催化反应合成SiC粉体的催化机理
2．5．1常温物理性能
2．5．2常温耐压强度和抗折强度
2．5．3断裂韧性的测量和断裂表面能的计算
2．5．4陶瓷材料维氏硬度的测量
2．6自结合SiC耐火材料的高温性能表征
2．6．1自结合SiC耐火材料不同温度下的高温抗折强度
2．6．3自结合SiC耐火材料的抗氧化性能
2．6．4自结合SiC耐火材料的抗热震性能
2．6．5自结合SiC耐火材料的抗冰晶石侵蚀性能
第3章过渡金属纳米颗粒催化膨胀石墨／Si粉反应合成SiC粉体
3．2硝酸镍为前驱体催化膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC粉体
3．2．1膨胀石墨和Si粉的TG-DTA及硝酸镍分解产物的显微形貌
3．2．2保护剂Isobam-104的加入量对镍纳米颗粒粒径的影响
3．2．3 Ni纳米颗粒用量对膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC粉体的影响
3．2．4反应温度对膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC粉体的影响
3．2．5 Ni纳米颗粒低温催化膨胀石墨／Si粉反应生成3C-SiC晶须的机理
3．2．6 Ni纳米团簇催化膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC的机理研究
3．3硝酸铁为前驱体催化膨胀石墨／Si粉反应合成SiC粉体
3．3．2膨胀石墨／Si摩尔比对催化膨胀石墨／Si粉合成3C-SiC的影响
3．3．3反应温度对催化膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC粉体的影响
3．3．4 Fe纳米团簇催化膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC的机理研究
3．4硝酸钴为前驱体催化膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC粉体
3．4．1催化剂Co对膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC粉体的工艺研究
3．4．2 Co纳米团簇催化膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC的机理研究
3．5催化剂种类对膨胀石墨／Si粉反应合成3C-SiC的影响对比
3．6本章小结
第4章过渡金属催化膨胀石墨／SiO2低温碳热还原反应合成3C-SiC粉体及3C-SiC／多层石墨烯复合粉体
4．1无催化剂时膨胀石墨/SiO2碳热还原反应合成3C-SiC粉体
4．2 Ni催化膨胀石墨／SiO2碳热还原反应低温合成3C-SiC粉体
4．2．2加入硝酸镍后SiO2和膨胀石墨的TG-DSC分析
4．2．3 Ni加入量对膨胀石墨／SiO2碳热还原反应合成SiC粉体的影响
4．2．4反应温度对Ni催化膨胀石墨／SiO2碳热还原反应合成3C-SiC粉体的影响
4．2．5不同膨胀石墨／SiO2摩尔比对Ni催化膨胀石墨／SiO2干凝胶碳热还原反应合成3C-SiC粉体的影响
4．3 Co催化膨胀石墨／SiO2碳热还原反应低温合成3C-SiC粉体
4．4 Fe催化膨胀石墨／SiO2碳热还原反应低温合成3C-SiC粉体
4．5催化剂种类对膨胀石墨／SiO2反应合成3C-SiC的影响
4．6 3C-SiC／多层石墨烯复合粉体的水润湿性能和分散性能
4．6．2 3C-SiC／多层石墨烯复合粉体的水润湿角
4．6．3 3C-SiC／多层石墨烯复合粉体的Zeta电位
4．7 SPS一步制备3C-SiC／多层石墨烯复合陶瓷材料
4．8一步法制备原位3C-SiC／多层石墨烯结合SiC耐火材料
4．9本章小结
第5章膨胀石墨／Si粉原位低温催化反应制备自结合SiC耐火材料及其常温物理性能
5．1无催化剂时反应温度对原位自结合SiC耐火材料常温性能的影响
5．2 Fe纳米颗粒为催化剂制备自结合SiC耐火材料及其常温性能
5．2．1 3C-SiC结合相原料加入量的影响
5．2．2膨胀石墨／Si摩尔比的影响
5．2．3反应温度的影响
5．3 Ni和Co纳米颗粒为催化剂制备自结合SiC耐火材料及其常温性能
5．4自结合SiC耐火材料的断裂韧性与断裂表面能
5．4．1催化剂种类对断裂韧性和断裂表面能的影响
5．4．2 3C-SiC结合相原料加入量对断裂韧性和断裂表面能的影响
5．5小结
第6章自结合SiC耐火材料的高温性能
6．1自结合SiC耐火材料的高温力学性能
6．1．1无催化剂时自结合SiC耐火材料的高温力学性能
6．1．2催化剂种类对自结合SiC耐火材料高温力学性能的影响
6．1．3 3C-SiC结合相加入量对高温力学性能的影响
6．2自结合SiC耐火材料的抗氧化性能
6．2．3自结合SiC耐火材料氧化后试样的物相与显微结构
6．2．4自结合SiC耐火材料的等温氧化动力学研究
6．3自结合SiC耐火材料的抗热震性能
6．3．2加入不同催化剂所制备自结合SiC耐火材料的抗热震性能
6．3．3 3C-SiC结合相加入量不同时自结合SiC耐火材料的抗热震性能
6．3．4自结合SiC耐火材料抗热震参数的计算
6．4自结合SiC耐火材料抗冰晶石侵蚀及渗透性能
6．5催化剂种类对自结合SiC耐火材料结构与性能的影响
6．6小结
第7章结论与展望
7．1结论
7．2展望
7．3本论文的创新点
致谢
参考文献
附录
