原位反應(yīng)合成AlN增強(qiáng)BN復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、本文以鋁(Al)和氮化硼(h-BN)為原料，采用真空原位反應(yīng)法合成AlN增強(qiáng)體，研究了熱處理溫度、保溫時(shí)間、反應(yīng)原料比對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響，物相分析結(jié)果表明：隨著熱處理溫度的升高、保溫時(shí)間的延長、Al/BN原料比值的增大，原位合成產(chǎn)物AlN含量增加。依據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合AlB2的氮化溫度，確定原位合成AlN工藝參數(shù)為：熱處理溫度為950℃，保溫時(shí)間為2h。 采用熱壓及SPS(放電等離子燒結(jié))兩種方法制備AlN增強(qiáng)BN復(fù)合材料。研究不同

2、燒結(jié)溫度、反應(yīng)原料配比等制備條件下的燒結(jié)過程特點(diǎn)。燒結(jié)體微觀結(jié)構(gòu)分析表明燒結(jié)溫度的升高促進(jìn)了燒結(jié)體的致密化，燒結(jié)體的密度隨燒結(jié)溫度的升高而增大；燒結(jié)體的密度隨Al/BN反應(yīng)原料配比減小而減小。燒結(jié)溫度、反應(yīng)原料配比等對(duì)原位合成AlN增強(qiáng)BN復(fù)合材料的性能有顯著的影響。原料配比不變，提高燒結(jié)溫度，燒結(jié)體的線膨脹系數(shù)減小，燒結(jié)體的硬度、抗彎強(qiáng)度值、斷裂韌性值及熱導(dǎo)率增大，而介電常數(shù)及介電損耗的減小。燒結(jié)溫度不變時(shí)，Al/BN反應(yīng)原料配比減小

3、，燒結(jié)體的硬度、抗彎強(qiáng)度值、斷裂韌性值及熱導(dǎo)率減小。 采用熱壓法制備AlN增強(qiáng)BN復(fù)合材料，燒結(jié)溫度1800℃、保溫時(shí)間2h，Al/BN=1時(shí)，熱導(dǎo)率為69.4w/m·k，介電常數(shù)為15.12；Al/BN減小至0.6時(shí)，介電常數(shù)為10.35。采用SPS方法制備AlN增強(qiáng)BN復(fù)合材料，當(dāng)燒結(jié)溫度1700℃、保溫時(shí)間10min，Al/BN=1時(shí)，熱導(dǎo)率為75w/m·k，介電常數(shù)為9.76；Al/BN減小至0.6時(shí)，介電常數(shù)為6.91