B-,4-C-Al-,8-B-,4-C-,7-復(fù)合材料制備及性能研究.pdf

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，對兩個(gè)體系分別采用自蔓延和無壓燒結(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Al8B4C7粉體的影響

2、，通過優(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