反應(yīng)燒結(jié)制備B4C基復(fù)合材料.pdf

1、本文以硅、鋁為熔滲劑，通過反應(yīng)燒結(jié)工藝，對B4C和B4C/C的預(yù)制件進(jìn)行溶滲反應(yīng)燒結(jié)，在相對較低溫度下成功得到了碳化硼基復(fù)合材料。采用冷等靜壓（CIP）對壓坯（預(yù)制件）進(jìn)行復(fù)壓，提高了壓坯的密度和強(qiáng)度，反應(yīng)燒結(jié)所得復(fù)合材料的性能也得到進(jìn)一步提高。通過光學(xué)顯微鏡、XRD、SEM等測試分析方法，研究不同制備工藝下復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)的變化，采取三點(diǎn)彎曲、顯微壓痕等試驗(yàn)方法測試了其機(jī)械性能，探討了材料微觀組織和性能之間的相關(guān)性。本文得到的結(jié)論如

2、下：
　?。?）鋼模壓制下獲得的多孔預(yù)制體，其相對密度與壓制壓力近似成線性關(guān)系，調(diào)節(jié)碳化硼粗粉和細(xì)粉的比例可以提高預(yù)制體的相對密度，在粒度為F500的碳化硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％、粒度為 F100的碳化硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%時，預(yù)制體相對密度最大。當(dāng)成型壓力達(dá)到120MPa時，這種粉末級配所得預(yù)制體的密度達(dá)到最大值1.90g/cm3；繼續(xù)增大壓力預(yù)制體會出現(xiàn)開裂、分層。
　?。?）冷等靜壓可以在一定程度上提升預(yù)制件的均勻性，預(yù)制體的密

3、度和強(qiáng)度伴隨壓力的增長而增大，當(dāng)壓力增大到150MPa后，坯體的強(qiáng)度和密度趨于恒定，密度值為1.96g/cm3，強(qiáng)度值為2.0MPa。保壓時間對預(yù)制體的強(qiáng)度和密度影響相對較小，隨保壓時間延長，預(yù)制體的強(qiáng)度和密度有增加趨勢。密度最大值與最小值相差約0.02g/cm3；強(qiáng)度差別不大。升壓速度對截面尺寸小的預(yù)制體密度和強(qiáng)度的影響沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性，預(yù)制件密度相差很小。
　?。?）經(jīng)冷等靜壓壓制過得預(yù)制件，碳黑含量為7%，碳化硼體含量為70

4、%時，燒結(jié)獲得的B4C/SiC/Si復(fù)合材料力學(xué)性能最高，其硬度為2684 kg/cm2，抗彎強(qiáng)度為241MP；提高碳化硼體積分?jǐn)?shù)，減少殘余硅含量，提高β-SiC尤其是板條狀β-SiC的生成量對提升防彈面板抗彈丸擊打能力是有效的。
　?。?）對于B4C/Al復(fù)合材料，1300℃下制備的復(fù)合材料機(jī)械性能最好，彎曲強(qiáng)度為270MPa，斷裂韌性3.2MPa·m1/2。復(fù)合材料由B4C、Al、Al3BC、AlB2、Al4C3物相組成；隨著