高性能碳化硼陶瓷材料熱壓燒結(jié)技術(shù)研究.pdf

1、碳化硼陶瓷具有高硬度、高模量、良好耐磨性、高中子吸收性、低密度等優(yōu)良特性，但是因?yàn)闊Y(jié)困難和低的韌性阻礙了其大范圍的應(yīng)用。
　　本文針對(duì)碳化硼陶瓷這兩個(gè)致命弱點(diǎn)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了兩種組合燒結(jié)助劑（Al2O3+葡萄糖，Y2O3+Al2O3），改善燒結(jié)性能；通過原位反應(yīng)引入TiB2顆粒增韌B4C陶瓷，并通過優(yōu)化工藝進(jìn)一步致密化制備了具有較高綜合力學(xué)性能的B4C基陶瓷復(fù)合材料。運(yùn)用現(xiàn)代分析測(cè)試手段對(duì)材料組織結(jié)構(gòu)、室溫力學(xué)性能等進(jìn)行了分析，

2、探討了強(qiáng)化燒結(jié)機(jī)理和增韌機(jī)制。
　　通過添加組合燒結(jié)助劑（Al2O3+葡萄糖，Y2O3+Al2O3），在相對(duì)較低溫度即達(dá)到了致密化：其中以Al2O3和葡萄糖作為燒結(jié)助劑，2000℃熱壓獲得了完全致密的B4C陶瓷材料；添加Y2O3+Al2O3，1850℃熱壓燒結(jié)材料致密度達(dá)到94.5％TD。液相燒結(jié)、活化粉末、增加點(diǎn)缺陷是促進(jìn)燒結(jié)致密化的機(jī)理。其中以Al2O3+葡萄糖作為燒結(jié)助劑，材料不僅保持了35.4GPa的高硬度，而且斷裂韌性提

3、高到5.5MPa.m1/2。
　　添加TiO2和葡萄糖在B4C基體中原位反應(yīng)生成了彌散分布的TiB2顆粒，起到了第二相顆粒增韌的作用，1950℃熱壓得到97.7%TD的TiB2/B4C復(fù)合材料，斷裂韌性達(dá)到5.3MPa.m1/2。
　　通過優(yōu)化工藝，添加燒結(jié)助劑（Al2O3、Si），材料接近完全致密，斷裂韌性分別提高到7.1和6.4MPa.m1/2。其中以Si作為燒結(jié)助劑，在更低的溫度1900℃即達(dá)到了燒結(jié)致密化，且具有較好