濕化學法原位合成ZrB-,2--B-,4-C陶瓷復合材料的研究.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)定性而應用在許多領域。但是碳化硼陶瓷很難通過燒結致密化，其斷裂韌性較低(＜2.2MPa·m1/2)，耐沖擊性差，從而限制了它的應用范圍。 本實驗采用濕化學法(正向滴定法、反向滴定法和水解法)、原位生成和無壓燒結技術，以Zr(OH)4溶液和B4C粉末為主要原料制備了ZrB2/B4C陶瓷復合材料。研究了Zr(OH)4/B4C復合粉體的包覆效果和

2、燒結溫度對ZrB2/B4C陶瓷復合材料的燒結過程、顯微組織和力學性能的影響。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陶瓷復合材料的物相組成、晶粒大小和增強、增韌的機制。其結果為： (1)當pH值為9時，氨水的滴定速度為1ml/min條件下，采用正向滴定工藝時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

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晶粒上有孿晶產生。 (4)隨著燒結溫度的升高，ZrB2/B4C陶瓷復合材料的密度和硬度均為先升高后降低。在最佳燒結工藝條件下，ZrB2/B4C陶瓷復合材料的密度、硬度、平均斷裂強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陶瓷復合材料