現(xiàn)代制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，對工程材料提出了愈來愈高的性能要求尤其某些*學(xué)科不僅要求工程材料具備良好的機(jī)械性能，而且要求其具有良好的化學(xué)物理性能，諸如比重、耐腐蝕耐高溫及熱傳導(dǎo)等如在火箭和導(dǎo)dan的發(fā)展中，鼻錐是關(guān)鍵部件，它要承受1 50dC的高溫，要求材料具有高的高溫強(qiáng)度和良好的抗氧化性能，只有當(dāng)今被稱為現(xiàn)代陶瓷中的結(jié)構(gòu)陶瓷才能滿足其性能要求近年來，結(jié)構(gòu)陶瓷作為一種新型的工程材料而風(fēng)靡科技界。英、美、法、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已廣泛地將結(jié)構(gòu)陶瓷材料應(yīng)用于航kong、航天和高精密機(jī)械的結(jié)構(gòu)件的制造，且已取得了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會效益結(jié)構(gòu)陶瓷包括氮化硅碳化硅氧化鋯、氧化鋁六方氮化硼等。而碳化硅（SiC）因其優(yōu)良的高溫力學(xué)性能低熱膨脹系數(shù)、高導(dǎo)熱率、良好的抗熱沖擊性及比重輕（只有一般金屬的三分之一）被廣泛應(yīng)用于航kong航天器件（如火箭發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)壁噴嘴鼻錐）的制造。本項目為某航天器上的高溫燃燒室，原來曾用過金屬鈮（Nb）來制造，但其比重大且高溫力學(xué)性能的限制使航天器的總體性能受到了*的影晌因此，本研究采用碳化硅陶瓷來制造某航天燃燒室以達(dá)到其使用性能要求1 1 SC的基本特性Sic的晶體結(jié)構(gòu)SiC是Si-C間鍵力很強(qiáng)的共價鍵化合物SC有75種變體，主要的變化是a-SC和|3-SC~SiC是高溫穩(wěn)定型，|3~SiC在2 100°C開始向a-SC轉(zhuǎn)變，在2 400°C迅速轉(zhuǎn)變成a-SiCSiC的長程結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但其短程結(jié)構(gòu)簡單由碳硅原子相間排列構(gòu)成類金剛石的四面體結(jié)構(gòu)zui常見的結(jié)構(gòu)有a型6H六方、4H六方和卩-SiC的面心立方。SC的晶體結(jié)構(gòu)決定了其具有高的熔點、硬度、化學(xué)惰性和高溫強(qiáng)度SiC陶瓷的性能及應(yīng)用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅和燒結(jié)、熱壓碳化硅一樣都是致密材料英國Refel反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的平均晶粒大小為0.5~5m碳化硅陶瓷都是以穿晶斷裂為主，其強(qiáng)度取決于碳化硅的晶粒大小。碳化硅的斷裂源主要是大晶粒、表面連通孔隙和某些夾雜在燒結(jié)a-SiC和燒結(jié)P-SiC中，斷裂都同a相的異常長大有關(guān)。表1為國內(nèi)外幾種碳化硅陶瓷的性能表1國內(nèi)外幾種碳化硅陶瓷的性能性能反應(yīng)燒結(jié)REFEL熱壓上海硅酸鹽所SSA密度抗彎強(qiáng)度/N.mm-2彈性模量/<熱膨脹系數(shù)（<導(dǎo)熱系數(shù)（卡/cm.s.°C SiC陶瓷的高溫蠕變速率小。在高溫長時間使用中，SiC陶瓷很穩(wěn)定，抗氧化性好，強(qiáng)度較少受環(huán)境（例如氧化）的影晌SiC的耐急冷急熱性好，且具有優(yōu)良的高溫抗腐蝕性。因而，碳化硅常用在飛機(jī)、火箭等的燃燒器部件、火箭噴嘴及軸承滾珠機(jī)械密封等處用SiC制造航天器燃燒室可以說是物盡其用了。

2SC燃燒室的研制21研制要求為某航天器燃燒室的零件簡圖，該制件有較高的制造精度要求其技術(shù)要求為：（1）強(qiáng)度試驗：壓力2. 0MPa保壓15min，制件無任何損壞；（2）氣密試驗：壓力1.壓15min，無任何泄漏；（3）零件可在溫度不低于1 30，壓力大于。8MPa情況下連續(xù)工作30h 22研制工藝流程Ci―合成Sb除碳―SiC微粉―添加燒結(jié)助C齊卜混磨―等靜壓成型素坯―預(yù)燒素坯―機(jī)加工（粗加工常壓燒結(jié)―磨削（精加工）至圖紙要求尺寸成品某航天器燃燒室示意2.1SC微粉的制備高純度細(xì)碳化硅粉用氣凝二氧化碳和燃?xì)馓己诤铣?，其反?yīng)式為Si2+ 35nm的碳150C時通氬氣保護(hù)，反應(yīng)4h獲得2~ 3m的純P-Sic粉原料中加入微量SiC粉可抑制SC的長大反應(yīng)生成的SC微粉可能還有多余的碳黑，故安排除碳工序。

22.2SC坯件的成型該制件的成型采用冷等靜壓成型方法跟模壓法比較其具有可以成型形狀復(fù)雜的零件，且制件密度均勻，可獲得接近*致密的材料的優(yōu)點。本制件采用濕袋模具的冷等靜壓方法成型，成型的坯件按零件圖留有適當(dāng)余量22.3SC制件的燒結(jié)SiC很難燒結(jié)其晶界能與表面能之比很高，不易獲得足夠的能量形成晶界而燒結(jié)成塊體。SiC燒結(jié)時的擴(kuò)散速率很低，其表面的氧化膜也起擴(kuò)散勢壘作用。因此，碳化硅需要借助添加劑或壓力等才能獲得致密材料本制件采用Al-B~C作為燒結(jié)助劑。硼（B）在SC晶界的選擇性偏析減小晶界能，提高燒結(jié)推動力，但過量的B會使SiC晶粒異常長大添加C（碳）可以還原碳化硅表面對燒結(jié)起阻礙作用的S02膜，并使表面自由能提高但過多的碳，使制品失重，密度下降。鋁（Al）有抑制晶粒長大的作用，并有增強(qiáng)硼的燒結(jié)助劑作用，但過量的Al卻會使制件的高溫強(qiáng)度下降因此，必須通過試驗合理確定Al，B，C的用量22.4制件坯件的粗、精加工制件的素坯用切削（常規(guī)方法）加工方法，為后續(xù)的磨削加工（精加工）留下余量磨削加工用特制的夾具及金剛石*進(jìn)行由于碳化硅制件的許多性能可隨其微粉的尺寸大小及其微粉的活性元素的含量而變化，故其微粉尺寸嚴(yán)格控制在2~3m另外，素坯和常壓燒結(jié)的加熱升溫速率也對成品的質(zhì)量產(chǎn)生重要的影晌23關(guān)鍵工藝的工藝參數(shù)23.1素坯制作工藝參數(shù)制作素坯的目的是為下一步機(jī)加工作準(zhǔn)備，其原則是制作的素坯有一定的強(qiáng)度，并使切削加工易于進(jìn)行。成型素坯用冷等靜壓的濕袋成型方式，其冷等靜壓壓力為250MPa冷等靜壓在設(shè)備上進(jìn)行。素坯預(yù)燒結(jié)溫度約為1500°C，燒結(jié)時間為1.5~ 3.2制件的常壓燒結(jié)本燒嫌化硅制件的蓖終燒魃厲加燒結(jié)助劑常壓燒結(jié)方se在￥0鯽：電阻爐內(nèi)進(jìn)行其燒結(jié)溫度2300°C，燒結(jié)時間為1~ 1.5h盡量使P-SC轉(zhuǎn)化為高溫穩(wěn)定型24SiC燃燒室制件的性能（見表2）體積密度氣孔率抗彎強(qiáng)度熱膨脹系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)表2碳化硅燃燒室制件的基本性能2.5SiC燃燒室制件的試驗強(qiáng)度試驗曲線根據(jù)設(shè)計要求，SC燃燒室制件必須經(jīng)過強(qiáng)度、氣密、高溫、急冷急熱等性能試驗25.1強(qiáng)度試驗0MPa氣壓，持續(xù)30min，制件保持完好。為強(qiáng)度試驗曲線25.2氣密性能試驗氣密性能試驗，未見制件有任何泄漏。為試驗曲線25.3急冷急熱循環(huán)試驗急冷急熱循環(huán)試驗方式模擬該制件的實際使用條件的方法進(jìn)行即將制件在室溫下置于MSi2電爐中加熱至1300°C而快速置于空氣中強(qiáng)制風(fēng)冷。冷卻速率30C/mi如此循環(huán)10次，未見制件有裂紋和破壞。為急冷急熱循環(huán)試驗曲線25.4高溫試驗1~2.5.3各項試驗的制件用于某航天器的地面模擬裝機(jī)高溫試驗，試驗后制件完妊急冷急熱試驗曲線SiC陶瓷燃燒室制件的各種模擬現(xiàn)場的性能試驗表明，用SiC陶瓷材料代替金屬材料制備航天器高溫燃燒室是現(xiàn)實的，且*性明顯SiC陶瓷材料應(yīng)用于民用耐高溫結(jié)構(gòu)件前景良好，在某些情況下還可能免除原先的冷卻系統(tǒng)

SiC陶瓷密度儀/比重計： 

SiC陶瓷密度儀/比重計規(guī)格：（以下三款都可以用硅油法測量產(chǎn)品密度，如需水銀法請于供應(yīng)商）

SiC陶瓷密度儀/比重計功能特點及裝置：                                  

·進(jìn)口傳感器；                                            

·電子天平配合密度的測試裝置，可實現(xiàn)液體、固體的密度測試；

·可配合恒溫水槽作業(yè)、測量所需溫度的液體比重

·密度直讀，減取煩瑣的計算；

·標(biāo)準(zhǔn)的RS232數(shù)據(jù)輸出功能，可輕易的連接PC和打印機(jī)。；

·全自動零點跟蹤、蜂鳴器報警、超載報警功能

· 重量;6.5KG

·一體成型水槽尺寸,165*115*85

·藍(lán)色背光液晶顯示；

SiC陶瓷密度儀/比重計采用一體注塑成型測量架，一體注塑成型透明水槽，組裝方便，耐磨耐摔，防腐蝕，可清楚觀察樣品在介質(zhì)中情況。

SiC陶瓷密度儀/比重計標(biāo)準(zhǔn)附件：

①主機(jī)、②水槽、③測量臺、④鑷子、⑤說明書、⑥砝碼、⑦防風(fēng)防塵罩、⑧測顆粒配件一套、⑨測浮體配件一套、⑩電源變壓器一個

SiC陶瓷密度儀/比重計測量步驟：                                                                    
①將樣品放入測量臺，測空氣中重量，按M鍵記憶。

②將樣品飽和后放入測量臺，測空氣中重量，按M鍵記憶。
③將樣品飽和后放入水中，測水中重量，按M鍵記憶，直接顯示密度值。

不吸水陶瓷測量步驟：

①將樣品放入測量臺，測空氣中重量，按M鍵記憶。
②將樣品*浸入水中，測水中重量，按M鍵記憶，直接顯示密度值。