碳化硼复相陶瓷的SPS烧结制备及性能研究

发布时间：2023-04-21 02:34

　　碳化硼是一种重要的工程陶瓷材料,具有超高的硬度和低密度、优良的中子吸收性、耐磨性和耐酸碱腐蚀等性质,但碳化硼陶瓷难以致密化烧结,且韧性较低,制约了其应用。通过添加烧结助剂,能够降低碳化硼陶瓷的烧结温度和改善其韧性。本文以0.5μm的B₄C微粉、纳米α-Al₂O₃和Y₂O₃粉为原料,采用SPS烧结,设计以Ni、Ni-Si作为烧结助剂制备B₄C-Ni和B₄C-Ni-Si复相陶瓷,以Y₂O₃为烧结助剂制备B₄C-Al₂O₃复相陶瓷。对试样烧结过程、物相组成、显微组织、维氏硬度及抗弯强度进行了分析研究。研究结果表明:(1)以Ni和Ni-Si作为烧结助剂,制备的B₄C复相陶瓷,其主要烧结机理为液相烧结,SPS烧结的致密化速率可高达3?10^-3/s。烧结末期,在压力和液相的促进作用下,B

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 碳化硼的晶体结构及相图
        1.2.1 碳化硼的晶体结构
        1.2.2 碳化硼的相图
    1.3 碳化硼的性能及应用现状
        1.3.1 碳化硼的基本性质
        1.3.2 碳化硼材料的力学性能
        1.3.3 碳化硼材料的应用现状
    1.4 碳化硼陶瓷及其复合材料的制备
        1.4.1 影响碳化硼烧结的因素
        1.4.2 碳化硼陶瓷的无压(VPS)烧结
        1.4.3 碳化硼陶瓷的热压(HP)烧结
        1.4.4 热等静压烧结(HIP)
        1.4.5 碳化硼陶瓷的放电等离子(SPS)烧结
        1.4.6 碳化硼的各种烧结助剂
    1.5 选题的目的和意义
    1.6 本课题研究的主要内容
第二章 试验过程及研究方法
    2.1 试验所用原料
    2.2 试验设备
    2.3 试验过程
    2.4 性能测试分析
        2.4.1 密度和致密度测定
        2.4.2 抗弯强度测试
        2.4.3 显微硬度和断裂韧性测定
    2.5 组织结构分析
        2.5.1 XRD物相分析
        2.5.2 金相显微组织分析
        2.5.3 扫描电镜电镜分析
第三章 B₄C复相陶瓷的制备及其组织与性能分析
    3.1 B₄C复相陶瓷的制备及工艺
        3.1.1 B₄C-Ni复相陶瓷的制备工艺
        3.1.2 B₄C-Ni-Si复相陶瓷的制备工艺
    3.2 B₄C复相陶瓷烧结的致密化过程研究
    3.3 B₄C复相陶瓷的结果分析
        3.3.1 B₄C-Ni复相陶瓷的致密度
        3.3.2 B₄C-Ni复相陶瓷的物相分析
        3.3.3 B₄C-Ni复相陶瓷的显微组织分析
        3.3.4 B₄C-Ni复相陶瓷的力学性能
    3.4 B₄C-Ni-Si复相陶瓷的结果分析
        3.4.1 B₄C-Ni-Si复相陶瓷的致密度
        3.4.2 B₄C-Ni-Si复相陶瓷的物相分析
        3.4.3 B₄C-Ni-Si复相陶瓷的显微组织分析
        3.4.4 B₄C-Ni-Si复相陶瓷的力学性能
    3.5 本章小结
第四章 B₄C-Al₂O₃复相陶瓷的制备及其组织与性能分析
    4.1 B₄C-Al₂O₃复相陶瓷的制备工艺
    4.2 B₄C-Al₂O₃复相陶瓷的致密度化过程研究
    4.3 B₄C-Al₂O₃复相陶瓷的结果分析
        4.3.1 B₄C-Al₂O₃复相陶瓷的致密度
        4.3.2 B₄C-Al₂O₃复相陶瓷的物相分析
        4.3.3 B₄C-Al₂O₃复相陶瓷的显微组织分析
        4.3.4 B₄C-Al₂O₃复相陶瓷的力学性能
    4.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
硕士论文期间发表的论文和研究成果



本文编号：3795659