导电陶瓷复合材料

主题涵盖

背景

导电陶瓷复合系统

物理化学性质

应用程序

背景

陶瓷复合材料主要用于许多研究机构,主要用于结构和承重应用。纤维,晶须或颗粒增强复合材料可以变得更加艰难,并且比传统的未合成陶瓷更强烈。负责改善应力抗性的关键因素是杨氏模数与基质和加强件之间的界面之间的相互作用的性质之间的差异。

将硼化物,碳化物,氮化物或金属掺入多组分复合材料中通过增加热弹性失配应变和裂缝偏转行为来改变裂缝性能。此外,在足够高的加工温度下,各个组分可以反应并形成新化合物。阳离子之间的同构取代在各种各样的矿物结构中是众所周知的。进行氧气,氮和碳之间的结构替代,并导致氮氧化物和氧氮化物的形成。由此形成的共价或金属键合的相可以赋予电导率,这不是大多数陶瓷的典型性质。电导率与磨损和耐腐蚀性以及陶瓷的一般耐火性质提供了复合材料作为前进技术中的电极的潜力。

导电陶瓷复合系统

由PATRIA公司开发的导电陶瓷复合材料作为一个更大的研究和开发计划的结果,是一种结合了高韧性、耐腐蚀和导电性的材料。欧洲杯足球竞彩它们以氧化物和非氧化物相为基础构成复杂的体系。起始组分是一般形式Al2O.3.-ZrO2-aln-sicw-x,其中x表示rib的添加2、TiC、BN或Nb。为了制备复合材料,使用一种专有的混合程序,将粉末以每种成分的20 vol%或25 vol%混合,该混合程序涉及超声波和非水泥浆中的机械分散。干燥批次随后在温度范围1700-2000°C和21 MNm的压力下进行热压-2,形成直径10cm和4cm高的钢坯。

物理化学性质

在热压过程中,不同组分之间的化学反应伴随着致密化,因此最终组分与初始组分不同,特别是因为在最高温度下,使用有限的液相来帮助致密化。材料致密欧洲杯足球竞彩、坚硬、韧性好,断裂韧性在3.5 ~ 6mnm之间-3/2.未使用复合材料的标称密度变化在4到5.8克厘米之间-3,而热压后,密度范围为93%至102%的理论,上限100%由于形成新的,致密相。

在1800°C热压五组分含nb复合材料后形成的一个例子显示了两个不同的相,一个是Si-Al-O-N相,一个是富nb相。在颗粒周围可以识别出反应区。金属Nb与ZrO反应完全2并形成Nb-Zr碳氮化物和Nb-Si碳化物两种主要相。第三个主要阶段是sialon。氧在这些相中的分布表明,大部分原始氧化物在反应热压过程中被消耗掉了,只留下残余的SiO2和艾尔2O.3..一般来说,轻元素的分布受限于这种材料的特定相之间。1900℃处理后,中间反射率的Nb-Si-C相消失,可能与nb相反应形成复杂的Nb-Si-Zr碳氮化物。

对复合材料进行强度测量是很有前途的。室温抗弯强度范围为180 ~ 400 MNm-2.与熔融金属的相容性一般良好,样品在纯铁水或铝水中浸泡6小时没有显示出明显的腐蚀迹象。

应用程序

对于这些材料的实际应用,已经确定了几种可能性。欧洲杯足球竞彩由于所开发的复合材料具有导电性、耐高温性、高耐磨性和抗冲击性,因此可用于阳极、发热元件、传感器、断路器以及在高电流或高温度条件下需要良好机械性能的相关应用。它们也可用于直接电加热的SiC工业元件的连接,复合材料同时作为加热元件和粘合剂供体。

除了上述应用之外,已经评估了复合材料的阴极和阳极行为。偏振测量显示在表面上形成界面氧化物。当它们被视为阳极时发生钝化。但是在用薄层涂覆Pt后,复合材料的阳极行为接近纯固体Pt阳极。因此,这些材欧洲杯足球竞彩料可以用作用于氧气进化或氟化铜渗透镀铜的氟化物污染应用的阳极的碱。

主要作者:Wieslaw Zdaniewski

资料来源:材料世欧洲杯足球竞彩界,卷。19 1997年3月3日第3号3号。

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