纳米碳颗粒／碳化硅陶瓷基复合材料的氧化行为

摘要

以微米硅（Si）和纳米碳黑（Cp）粉体为主要原料，采用经机械化学法合成的碳化硅（SiC）和15％和25％的纳米碳颗粒与碳化硅（Cp-SiC）的复合粉体，并经无压烧结得到了Cp/SiC陶瓷基复合材料，分析了在不同温度条件下Cp／SiC烧结体的氧化行为。结果表明：当温度小于700℃时，Cp/SiC复合陶瓷在空气中的氧化受C—O2反应控制，致使其为均匀氧化；700℃时，氧化后的复合材料显气孔率最大，弯曲强度达极小值；大于700℃，氧化过程受02的气相扩散控制，呈非均匀氧化；700-900℃之间，02通过微裂纹的扩散控制着Cp／SiC的氧化过程；900～1100℃之间，02通过SiC缺陷的扩散控制着Cp/SiC的氧化过程，并在1000℃时的最初的2h内，复合材料弯曲强度增大，且达NT极大值。同时表明，纳米碳含量是影响复合材料强度及氧化行为的关键因素，添加纳米碳质量分数为15％的Cp／SiC复合陶瓷可以作为一种抗氧化性能优良的玻璃夹具材料。