硼化釓制備的反應過程及對碳化硼性能影響的研究.pdf

1、碳化硼材料具有很廣闊的應用前景，但也存在著自身的缺陷。因此現(xiàn)在碳化硼基復合材料的研究日益得到廣泛的關注，這些復合材料在保持碳化硼的一些重要性能不變的前提下，嘗試改善其部分性能，使其應用的領域進一步加寬。 以碳化硼和氧化釓為原料，采用燒結法直接合成碳化硼-硼化釓復合材料是一種既簡便又經(jīng)濟的方法。本論文在查閱大量國內外文獻的基礎上，研究利用碳化硼和硼化釓為原料制取添加釓元素的碳化硼復合材料，研究主要分兩部分：碳化硼和氧化釓燒結制備硼

2、化釓過程中的化學反應機理、添加釓元素后對碳化硼復合材料性能的影響。 利用碳管爐在Ar氣氛中燒結Gd2O3與B4C的混合物，并利用XRD和TG-DTA技術研究Gd2O3與B4C的混合物在100-1489℃時的高溫化學反應過程。研究結果表明：在367-458℃期間，主要是樣品中殘留的雜質C和O發(fā)生反應。800℃-1100℃時，Gd2O3與B4C首先生成GdBO3，GdBC和B，而后GdBO3，GdBC與B4C進一步反應生成GdB4。

3、同時Gd2O3與B4C也在此溫度下生成GdB6，但反應較為緩慢。隨溫度升高，GdB4生成反應速度加快。1470℃時，GdB4和B反應生成GdB6，GdB6的生成率隨反應時間延長而增加。 向碳化硼材料中添加硼化釓制備碳化硼復合材料，隨著硼化釓的加入量的不斷增大，碳化硼-硼化釓復合材料的密度逐漸變大，其燒結的實際密度均能達到理論密度的96％以上，其中最高可以達到理論密度的96.9％；硬度也隨著硼化釓的加入量增大而增大，當添加量達到8

4、％的時候，其硬度比碳化硼材料的硬度提高了近78％，達到了47.123GPa；抗彎強度隨著硼化釓的加入量的增大而不斷減小，當添加量達到最大值，抗彎強度比碳化硼的抗彎強度下降了33％左右，達到了23.05Kg/mm2；碳化硼-硼化釓復合材料的斷裂韌性隨著硼化釓加入量的增加變化較為復雜。當硼化釓添加量為2-6％的時候，斷裂韌性變化趨勢是先升高，當添加量為-Ⅱ-4％時，達到最高值3.89MPa.m1/2，然后慢慢降低，當添加量達到6％時，斷裂韌