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随着化石能源的枯竭及环境污染日益严重,世界各国均加大了新能源的开发,绿色无污染且储量丰富的太阳能成为了研究的热点,尤其是太阳能热发电成为科学研究的焦点问题。吸热器体材料是太阳能热发电系统的关键材料,本研究试图研制抗氧化性能优良的Si C基复相陶瓷材料,用于塔式太阳能吸热器体材料。本文分别研究了2种原位生成结合相的方式来提高Si C基陶瓷材料的抗氧化性,一是以煤系高岭土和工业氧化铝为主要原料,原位生成莫来石结合Si C;二是以煅烧铝矾土和氧化镁为主要原料,原位生成镁铝尖晶石结合Si C。采用XRD和SEM等测试技术,研究了材料的组成、制备工艺、结构与性能的关系,探讨了提高Si C基陶瓷抗氧化的机理。取得的成果如下:(1)以山西煤系高岭土、工业氧化铝及硫酸钠为原料,采用熔盐法制备了用于结合Si C基陶瓷的莫来石材料。采用现代测试技术测试了样品的显微结构及性能。结果表明,经1500℃烧成的A3配方样品(硫酸钠添加量为8%)性能最佳,吸水率:0.06%、气孔率:0.17%、体积密度:2.82g/cm3、抗折强度:97MPa。添加硫酸钠可显著降低样品的烧成温度。当硫酸钠添加量小于10%时,会促进莫来石的分解,并促进刚玉的生成;在硫酸钠添加量等于10%时,莫来石相消失,样品相组成为刚玉和少量石英;在硫酸钠添加量大于20%时,硫酸钠会和刚玉反应生成霞石,样品的物理性能急剧降低。(2)以A3配方为基础,加入碳化硅设计了H系列配方,采用埋烧法制备了碳化硅-莫来石-刚玉复相材料。采用现代测试技术测试了样品的显微结构及性能。结果表明,经1500℃烧成的H3配方(结合相添加量为30%)样品性能最佳:抗折强度为51MPa,30次热震后抗折强度为60MPa,100h氧化实验后氧化增重为35.46mg/cm2,且样品表面无鼓泡、颜色无明显变化。(3)以煅烧铝矾土和氧化镁为原料,采用无压烧结法制备了用于结合Si C基陶瓷的镁铝尖晶石材料。结果表明:原位合成的镁铝尖晶石样品抗折强度最高,其中E1配方样品在1480℃烧成时抗折强度为248MPa,烧成温度为1600℃时样品抗折强度仍有159 MPa~174 MPa,表明尖晶石高温稳定很好。样品相组成为镁铝尖晶石、莫来石和石英。(4)通过对2种结合相结构与性能的分析,优选了镁铝尖晶石作为结合相,以E1配方为基础,加入碳化硅设计了G系列配方,采用埋烧法制备了碳化硅-镁铝尖晶石复相陶瓷材料。采用现代测试技术测试了样品的显微结构及性能。结果表明,G2~G5样品的抗折强度在1520℃左右达到最高,为44~49MPa,G2~G5配方样品30次热震后抗折强度损失率为11%~21%,G2~G5配方样品在空气气氛下,1300℃下氧化100h的后每平方厘米的氧化增重质量为42~55mg,G5配方样品变白,G2~G4配方样品表面变黄并起泡。