碳化硅-金刚石陶瓷的制备及其导热性能

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.02.009

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (2): 131-134.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.02.009

碳化硅-金刚石陶瓷的制备及其导热性能

孙祥运(), 陈浩, 王顺琴, 杨会, 海文静, 覃发恋, 罗团生, 海万秀(), 陈宇红

北方民族大学材料科学与工程学院宁夏银川 750021

收稿日期:2020-11-12 出版日期:2021-04-15 发布日期:2021-04-15
作者简介:孙祥运:男,1997年生,本科。E-mail:1606331868@qq.com
基金资助:
国家级大学生创新训练项目(2019-11407-024);北方民族大学研究生创新项目(YCX20126);省部共建粉体材料与特种陶瓷重点实验室项目(1806);宁夏工程科技发展战略宁夏研究院咨询项目(2018ZLZX0006)

Preparation and thermal conductivity of SiC-diamond ceramics

Sun Xiangyun(), Chen Hao, Wang Shunqin, Yang Hui, Hai Wenjing, Qin Falian, Luo Tuansheng, Hai Wanxiu(), Chen Yuhong

College of Materials Science and Engineering,North Minzu University,Yinchuan 750021,Ningxia,China

Received:2020-11-12 Online:2021-04-15 Published:2021-04-15

摘要/Abstract

摘要：

以碳化硅(SiC)和金刚石为原料,以氧化铝和氧化钇为烧结助剂,在1 850 ℃保温1 h无压烧结制备了SiC-金刚石陶瓷。研究了金刚石含量(质量分数分别为0、0.25%、0.5%、1.0%、2.5%、5%)对SiC-金刚石陶瓷性能的影响。结果表明:随金刚石含量(0.25%~5%(w))的增加,SiC-金刚石陶瓷的致密度逐渐下降,晶粒尺寸先增大后减小。当添加0.25%(w)的金刚石时,试样性能最好,其致密度、热导率和比热容分别为90.3%、83.2 W·m^-1·K^-1和0.71 J·g^-1·K^-1。

关键词: 碳化硅, 金刚石, 热导率, 致密度

Abstract:

SiC-diamond ceramics were prepared using SiC and diamond as raw materials,alumina and yttrium oxide as sintering agents,and pressureless firing at 1 850 ℃ for 1 h.Effect of diamond addition (0,0.25%,0.5%,1.0%,2.5%,and 5%,by mass) on properties of the SiC-diamond ceramics was researched.The results show that with the diamond addition increasing from 0.25% to 5%,the density of SiC-diamond ceramics decreases gradually,while the grain size increases first and then decreases.With 0.25% diamond,the ceramics perform the best properties,the density of 90.3%,the thermal conductivity of 83.2 W·m^-1·K^-1,and the specific heat capacity of 0.71 J·g^-1·K^-1.

Key words: silicon carbide, diamond, thermal conductivity, density

中图分类号:

TQ174.1

孙祥运, 陈浩, 王顺琴, 杨会, 海文静, 覃发恋, 罗团生, 海万秀, 陈宇红. 碳化硅-金刚石陶瓷的制备及其导热性能[J]. 耐火材料, 2021, 55(2): 131-134.

Sun Xiangyun, Chen Hao, Wang Shunqin, Yang Hui, Hai Wenjing, Qin Falian, Luo Tuansheng, Hai Wanxiu, Chen Yuhong. Preparation and thermal conductivity of SiC-diamond ceramics[J]. Refractories, 2021, 55(2): 131-134.

图/表 5

参考文献 13

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试样编号	w/%
试样编号	SiC	金刚石	Y₂O₃	Al₂O₃
SC0	90.0	0.0	2.0	8.0
SC1	89.75	0.25	2.0	8.0
SC2	89.5	0.5	2.0	8.0
SC3	89.0	1.0	2.0	8.0
SC4	87.5	2.5	2.0	8.0
SC5	85.0	5.0	2.0	8.0

试样编号	w/%
试样编号	SiC	金刚石	Y₂O₃	Al₂O₃
SC0	90.0	0.0	2.0	8.0
SC1	89.75	0.25	2.0	8.0
SC2	89.5	0.5	2.0	8.0
SC3	89.0	1.0	2.0	8.0
SC4	87.5	2.5	2.0	8.0
SC5	85.0	5.0	2.0	8.0

项目		SC0	SC1	SC2	SC3	SC4	SC5
质量烧失率/%		7.1	7.5	7.6	8.5	8.7	8.2
收缩率/%	直径	18.6	19.0	15.8	15.6	15.4	14.0
收缩率/%	厚度	10.5	9.9	14.9	14.5	7.8	6.3
理论密度/(g·cm^-3)		3.270	3.271	3.272	3.274	3.279	3.286
体积密度/(g·cm^-3)		2.907	2.955	2.919	2.798	2.772	2.741
致密度/%		88.9	90.3	89.2	85.5	85.3	83.4
显气孔率/%		4.6	5.0	5.3	5.3	5.3	9.1
闭气孔率/%		6.5	4.7	5.5	9.2	9.5	7.4

项目		SC0	SC1	SC2	SC3	SC4	SC5
质量烧失率/%		7.1	7.5	7.6	8.5	8.7	8.2
收缩率/%	直径	18.6	19.0	15.8	15.6	15.4	14.0
收缩率/%	厚度	10.5	9.9	14.9	14.5	7.8	6.3
理论密度/(g·cm^-3)		3.270	3.271	3.272	3.274	3.279	3.286
体积密度/(g·cm^-3)		2.907	2.955	2.919	2.798	2.772	2.741
致密度/%		88.9	90.3	89.2	85.5	85.3	83.4
显气孔率/%		4.6	5.0	5.3	5.3	5.3	9.1
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碳化硅-金刚石陶瓷的制备及其导热性能

Preparation and thermal conductivity of SiC-diamond ceramics

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