濕化學(xué)法原位合成ZrB-,2--B-,4-C陶瓷復(fù)合材料的研究.pdf

1、B4C陶瓷是一種很具發(fā)展前景的高性能材料，由于它具有極高的硬度、優(yōu)異的耐蝕性和較好的高溫穩(wěn)定性而應(yīng)用在許多領(lǐng)域。但是碳化硼陶瓷很難通過燒結(jié)致密化，其斷裂韌性較低(＜2.2MPa·m1/2)，耐沖擊性差，從而限制了它的應(yīng)用范圍。 本實(shí)驗(yàn)采用濕化學(xué)法(正向滴定法、反向滴定法和水解法)、原位生成和無壓燒結(jié)技術(shù)，以Zr(OH)4溶液和B4C粉末為主要原料制備了ZrB2/B4C陶瓷復(fù)合材料。研究了Zr(OH)4/B4C復(fù)合粉體的包覆效果和

2、燒結(jié)溫度對ZrB2/B4C陶瓷復(fù)合材料的燒結(jié)過程、顯微組織和力學(xué)性能的影響。通過X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡等分析手段，分析了ZrB2/B4C陶瓷復(fù)合材料的物相組成、晶粒大小和增強(qiáng)、增韌的機(jī)制。其結(jié)果為： (1)當(dāng)pH值為9時(shí)，氨水的滴定速度為1ml/min條件下，采用正向滴定工藝時(shí)Zr(OH)4包覆B4C效果良好。 (2)最佳的合成溫度為1300℃×1h，在該工藝條件下材料只有ZrB2和B4C兩種物相；材料的最佳燒結(jié)

3、工藝為2060℃×0.5h，最大相對密度為96％T.D。 (3)B4C晶粒平均尺寸為24μm，在B4C晶粒上有孿晶產(chǎn)生。 (4)隨著燒結(jié)溫度的升高，ZrB2/B4C陶瓷復(fù)合材料的密度和硬度均為先升高后降低。在最佳燒結(jié)工藝條件下，ZrB2/B4C陶瓷復(fù)合材料的密度、硬度、平均斷裂強(qiáng)度和斷裂韌性分別為3.004g/cm3、39.1GPa、301MPa和4.7MPa·m1/2。 (5)通過對ZrB2/B4C陶瓷復(fù)合材料