碳化硼材料研究进展.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.comV01．1lNo．1第11卷第1期材料科学与工艺2003年3月MATERIALSSCIENCE&TECHNOLOGYMar．．2003碳化硼材料研究进展丁硕，温广武，雷廷权(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：碳化硼陶瓷具有高硬度、高熔点和低密度的特点，是优异的结构陶瓷，在民用、宇航和军事等领域都得到了重要应用．研究了碳化硼结构陶瓷的优异性能和制备新工艺，综述了碳化硼材料的发展和研究现状，着重阐述了碳化硼陶瓷烧结的主要难点——致密化和韧化机理，提出利用原位自生法和前驱体热解法等新工艺制备纳米颗粒增

2、强的碳化硼复合材料，是制备高性能碳化硼复合材料发展的新方向．关键词：碳化硼；致密化；韧化中图分类号：TQI74文献标识码：A文章编号：1005—0299(2003)0l一00101—05ThedevelopmentofboroncarbidesDINGShuo．WENGuang—wu，LEITing—quan(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Boroncarbideceramicsareexcellentstructu

3、ralmaterialswhichhaveimportantapplicationsinthecivil，aeroandmilitaryfields，owingtothepropertiesofhighhardness，highmeltingpointandlowdensity．,Thedevelopmentandresearchstatusofboroncarbidesweresummarizedinthisarticle．Thedensificationandtougheningmechanisms，themaindifficultiesofsinteringboron

4、carbides，wereemphasized．Thenano—parti—clesreinforcedboroncarbidematrixcompositesCanbefabricatedbyin—situsyntheticreactionandprecursorpyrogenation，whicharepromisingtechniquesforthepreparationofhighperformancec~ramics．Keywords：boroncarbide；densification；toughening碳化硼陶瓷是最引人注目的非氧化物陶瓷之的金属陶瓷材料；③

5、很高的热中子吸收能力，一，在民用、宇航和军事领域都得到了重要应用．同位素mB，既可以作为核反应堆的控制棒，又可作碳化硼为菱面体，晶格属于D，一R3m空间点阵，为核反应屏蔽材料；④热电性，日本已开发出正晶格常数a=0．519nm，c=1．212nm，=66。常工作温度为2200℃的碳化硼热电偶；⑤良好18．其结构可描述为一立方原胞点阵在空间对角的物理性能和优越的抗化学侵蚀能力．线方向上延伸，在每一角上形成相当规则的二十面碳化硼首先由Joly在1883年成功制备，标记体，目前可被广泛接受的碳化硼模型是：B。。C组成为B6C，1934年，Ridgeway建议组成为B4C，但至的二

6、十面体和C—B—C链构成的菱面体结今仍有争议．其制备主要采用以下几种方法：构_l’．正是由于这种特殊的结合方式，使其具有①氧化硼与石墨或石油焦反应的碳热还原法；许多优良性能(见表1)，如：①熔点高、超硬度，其②放热镁热还原法，1000—1800oC下碳黑和氧硬度在自然界中仅次于金刚石和立方氮化硼，可用化硼转变为碳化硼；③在1600—1800oC范围内，硼作研磨剂、耐磨部件和制造坦克防弹装甲；②密度酸与乙炔碳黑、1，2一乙基二醇或高纯糖反应的方小、高温强度高，正在研究利用它做喷气机叶片用法．碳化硼对酸、碱溶液所呈现的高度的化学稳收稿日期：20ol一05一l7．定性，主要是由B

7、C中C与B之间形成的共价作者简介：丁硕(1977一)，男，博士生；键、B与B之间重键结合这种特殊组合所决定的．温广武(1963一)，男，博士，教授，博士生导师；H2SO4一HC104一K2S2O7一NaF湿溶体系，NH4C1雷廷权(1928一)，男，教授，博士生导师，中国工程院院士．溶液保护的实验方案，可有效地溶解碳化硼试维普资讯http://www.cqvip.com材料科学与工艺第11卷样J．目前普遍认为只有一种二元相B。，c，它两个致命的弱点：①碳化硼陶瓷的断裂韧性很低，存在于较宽的均匀范围8．8％～20％C