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1、碳化硼是一種高性能結(jié)構(gòu)陶瓷材料,具有低密度、高熔點(diǎn)、高硬度、高模量、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。但是,碳化硼為強(qiáng)共價(jià)鍵化合物,是一種難燒結(jié)的陶瓷材料,燒結(jié)溫度高,斷裂韌性低,限制了碳化硼在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。 本文分別以Al、B4C和C以及Al、B2O3和C的混合粉末為原料,按照Al:B:C原予比為8:4:7,進(jìn)行配料,對(duì)兩個(gè)體系分別采用自蔓延和無(wú)壓燒結(jié)的方法制備Al8B4C7粉體,系統(tǒng)地研究了硼源的種類和工藝因素對(duì)Al8B4C7粉體的影響
2、,通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn),確定了Al8B4C7粉體的制備工藝參數(shù)。進(jìn)而以Al8B4C7粉體為添加劑與B4C復(fù)合,采用熱壓燒結(jié)工藝制備了含5%,10%,15%和20%Al8B4C7的B4C/Al8B4C7陶瓷基復(fù)合材料,考核了不同摻量對(duì)B4C/Al8B4C7陶瓷基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。同時(shí),制備了含Al5%,10%,15%和20%的B4C陶瓷基復(fù)合材料,并與添加Al8B4C7制備的B4C陶瓷基復(fù)合材料進(jìn)行比較分析。研究了B4C/Al8B4C7陶
3、瓷基復(fù)合材料的韌化機(jī)制。 研究結(jié)果表明:以Al、B4C和C為原料,采用無(wú)壓燒結(jié)的方法在1500℃下燒結(jié)1h可以制備得到高純度的Al8B4C7粉末;Al8B4C7和Al在B4C陶瓷燒結(jié)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)液相燒結(jié),有效的降低燒結(jié)溫度。所制備的碳純硼復(fù)合材料斷裂韌性明顯提高,當(dāng)Al8B4C7的加入量為20%時(shí),斷裂韌性為5.53MPa·m1/2;當(dāng)Al的加入量為5%時(shí),斷裂韌性為4.80MPa·m1/2。所制備的B4C陶瓷基復(fù)合材料,彎曲
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