基于網(wǎng)絡(luò)法無壓燒結(jié)BN-SiC復(fù)相陶瓷的組織與性能研究.pdf

1、氮化硼陶瓷材料擁有耐高溫、抗腐蝕等良好的特性，由于相鄰原子層之間僅靠微小的范德華力連接，所以氮化硼陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)通常呈現(xiàn)片層狀，容易剝離，這種層狀結(jié)構(gòu)及共價鍵的存在使氮化硼陶瓷很難致密，所以通常需要較高的燒結(jié)溫度。為降低燒結(jié)溫度，本文通過添加液相，采用無壓液相燒結(jié)方式制備出BN-SiC復(fù)相陶瓷，并研究了燒結(jié)溫度、保溫時間、燒結(jié)助劑含量和第二相碳化硅含量對BN-SiC復(fù)相陶瓷的燒結(jié)性能、力學(xué)性能和顯微組織的影響，另外還對比研究了機(jī)械混

2、合法和網(wǎng)絡(luò)法這兩種方法對氮化硼基復(fù)相陶瓷BN-SiC的燒結(jié)性能、力學(xué)性能和顯微組織的影響。
　　實(shí)驗(yàn)研究表明，采用網(wǎng)絡(luò)法制備的BN-SiC復(fù)相陶瓷粉體經(jīng)200MPa冷等靜壓成型后，在保溫時間（30min）一定條件下，分別在1650℃、1700℃、1750℃、1800℃和1850℃下燒結(jié)，得出最佳燒結(jié)溫度為1700℃；為確定最佳保溫時間，在燒結(jié)溫度（1700℃）一定條件下研究了保溫時間（10min、30min、60min、90min

3、）對BN-SiC復(fù)相陶瓷材料燒結(jié)性能的影響，結(jié)果表明最佳保溫時間為30min，此時獲得陶瓷樣品的密度和抗彎強(qiáng)度最高，即69.55％和59MPa。
　　為了獲得高致密及高性能的BN-SiC復(fù)相陶瓷，本實(shí)驗(yàn)添加一定配比Al2O3和Y2O3混合物作為燒結(jié)助劑來降低燒結(jié)溫度。當(dāng)燒結(jié)助劑添加含量低于8wt%時，陶瓷制品的致密性和抗彎強(qiáng)度隨添加含量的增加而提高，加入質(zhì)量百分比為8wt%的燒結(jié)助劑時兩者均獲得最大值；當(dāng)燒結(jié)助劑添加量高于8wt%

4、，隨添加量升高BN-SiC復(fù)相陶瓷的致密性和抗彎強(qiáng)度逐漸降低，最佳添加含量為8wt%。此外，在上述最佳工藝條件下，即燒結(jié)溫度、保溫時間和燒結(jié)助劑含量分別為1700℃、30min及8wt%，制備BN-SiC陶瓷材料并研究了第二相SiC對其燒結(jié)性能的影響，結(jié)果表明，當(dāng)?shù)诙郤iC添加含量為30wt%時，燒結(jié)性能最好，相對密度、抗彎強(qiáng)度以及硬度分別為74%、74MPa、635MPa。
　　本文還對比了機(jī)械混合法和網(wǎng)絡(luò)法對氮化硼基復(fù)相陶瓷