B-,4-C陶瓷的固相燒結(jié).pdf

1、碳化硼陶瓷是一種高性能的結(jié)構(gòu)陶瓷,被認(rèn)為是最有前途的結(jié)構(gòu)陶瓷之一碳化硼具有一系列優(yōu)良的性能:如密度低、硬度高和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,同時(shí)碳化硼還有很強(qiáng)的吸收中子的能力.基于這些優(yōu)良的特性,碳化硼在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用.例如用作防彈輕甲、氣體軸承、噴砂嘴和研磨介質(zhì)等.B<,4>C陶瓷由于燒結(jié)工藝或添加劑的不同在性能方面有著巨大的差異,其中固相燒結(jié)B<,4>C陶瓷由于制備工藝簡(jiǎn)單,產(chǎn)品性能優(yōu)越以及成本低廉而受到廣泛的重視.在目前的工業(yè)生產(chǎn)中,多

2、采用常壓固相燒結(jié)制備B<,4>C陶瓷材料.該文采用碳化硼微粉,選用SiC-C復(fù)合添加劑作為燒結(jié)助劑,對(duì)B<,4>C固相燒結(jié)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究.通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了燒結(jié)工藝和材料組成對(duì)材料的體積密度、硬度、抗折強(qiáng)度和斷裂韌性等性能的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)隨著燒結(jié)溫度的增加,材料密度和抗折強(qiáng)度先增加后減小;而材料的硬度隨著燒結(jié)溫度的增加而不斷的增加.在T=1975℃時(shí),材料的體積密度和抗折強(qiáng)度均達(dá)到最大值,分別為2.437 g/cm<'3>

3、和210MPa,而此時(shí)材料的斷裂韌性最低,為2.9 MP.m<'1/2>;(2)材料成分對(duì)密度、硬度和抗折強(qiáng)度的影響規(guī)則相同,都是先增大后減小,而斷裂韌性隨著碳含量的增加而增加.當(dāng)SiC和C的質(zhì)量百分比分別為6％、5％時(shí),材料的綜合性能達(dá)到最佳值;(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的最佳配方,經(jīng)過(guò)最佳工藝燒結(jié)后材料的最佳性能為:密度達(dá)2.45g/cm<'3>,硬度達(dá)35GPa,抗折強(qiáng)度達(dá)240MPa,斷裂韌性達(dá)3.0MP.m<'1/2>;(4)在碳