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本文采用原位反应烧结工艺制备了适用于高温动密封的SiC-BN-C复合材料,并以现代分析方法研究了不同碳材料、不同烧结方式和成分配比对复合材料的组织结构、室温力学性能、高温氧化行为和室温摩擦磨损性能的影响规律和特点,阐明了复合材料的强化机制和高温抗氧化机理。 XRD物相分析表明2000℃无压烧结和热压烧结都能原位反应生成SiC-BN-C复合材料。以煅后石油焦为碳源2000℃热压烧结的复合材料的致密度随着碳含量的增加,先增大后减小,当碳的体积含量为35.2%时复合材料的致密度达到最大为91.24%。 以中间相碳微球为碳材料2000℃热压烧结的复合材料的成形性能随着碳含量的增加而下降;而以中间相碳微球为碳源2000℃无压烧结的复合材料的成形性能随着碳含量的增加而提高。 力学性能测试结果表明,以煅后石油焦为碳源时2000℃热压烧结的复合材料抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度,随着碳含量的增加,先增大后减小,当碳的体积含量为35.2%时复合材料的抗弯强度和维氏硬度达到最大,其值分别为121MPa和1.5GPa,当碳的体积含量为56.8%时复合材料的断裂韧性达到最大,其值为2.1MPa·m1/2。以中间相碳微球为碳材料2000℃热压烧结的含碳体积量为13.6%的复合材料的抗弯强度最大,其值为225MPa,断裂韧性最高,其值为3.2MPa·m1/2。 研究了SiC-BN-C复合材料在600℃和1100℃下的氧化行为,并结合复合材料的显微结构分析,系统的分析了复合材料的氧化机理。复合材料在600℃氧化时基本只有碳的氧化,没有形成氧化层。复合材料在1100℃氧化时形成B-Si-O玻璃氧化层,一方面抑制了B2O3的大量挥发,另一方面阻止氧进入复合材料内部进行氧化,B-Si-O玻璃氧化层的形成显著增强了材料的抗氧化性。