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1、第26卷第6期硅酸盐通报Vol.26No.62007年12月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYDecember,2007BN纤维晶体形态及显微结构的研究1112111张铭霞,唐杰,程之强,张伟儒,徐鸿照,于宏林,代丽丽(1.山东工业陶瓷研究设计院,淄博255031;2.中材人工晶体院,北京100018)摘要:纤维的结构是由无定形区域和纳米尺寸的晶粒沿轴向排列宽区域组成的无定形的晶体结构会造成纤维的低模量;相反,较大的晶粒,以六方结构的形式沿纤维的轴向排列会使纤维具有高模量。当结晶度提高时,外力破坏引起的纤维断裂缺陷很容易扩张,导致纤维断裂。由于纤维多孔和存在
2、的缺陷使强度与微观结构的关系变的模糊不清。本文利用X2衍射和显微镜技术,对不同试验得到的力学性能各异BN纤维进行定性和定量测试,得到的结论是纤维的弹性模量是由晶体的取向决定的。关键词:氮化硼纤维;结晶度;晶体取向;弹性模量;抗拉强度中图分类号:TQ343.7文献标识码:A文章编号:100121625(2007)0621249206StudyontheCrystallinityandMicrostructuralOrderinginBoronNitrideFibers11121ZHANGMing2xia,TANGJie,CHENGZhi2qiang,ZHANGWei2ru,XUHong2zha
3、o,11YUHong2lin,DAILi2li(1.ShandongResearch&DesignInsitituteofIndustrialCeramics,Zibo255031,China;2.ResearchInstituteofSyntheticCrystals,Beijing100018,China)Abstract:Young′smoduluswascontrolledbygrainorientation.Thedisorderedmicrostructureoflowmodulusfibersconsistedofamorphousregionsandnanometer2siz
4、edcrystallitesarrangedinawiderangeoforientation.Incontrast,highmodulussamplesshowedacoarse2grainedmicrotextureinwhichcrystalliteswereorderedinamesohexagonalarrangementalongthefiber2axis.Crackswereeasilypropagatedascrystallinityincreased,leadingtodecreasedfailurestrain.Thestrength2microstructurerela
5、tionshipwasobscuredbythefiberporosityanddefects.Alitativeandquantitativeanalysisofthemicrotexture/microstructureinseveralexperimentalboronnitridefiberswasinvestigatedbyX2raydiffractionandelectronmicroscopyaccordingtotheirmechanicalproperties.Keywords:BNfiber;crystallinity;microstructuralordering;el
6、asticmodulus;strength1引言六方BN陶瓷材料具有各向异性的层状结构,与石墨的结构非常相似。它具有许多优异的性能:比如高的强度和韧性,与金属和硅酸盐熔液具有良好的浸润性。在室温～900℃具有好的抗氧化性,在惰性气氛下[1]室温～2800℃具有良好的热稳定性,并且热膨胀系数较低。由于h2BN具有以上优异的性能,为连续氮化硼纤维在高温复合材料上的应用提供了有利的保障。Cf/C复合材料在400℃以上在空气中易氧化和潮解,作者简介:张铭霞(19672),女,硕士,高级工程师.主要从事新型陶瓷纤维的研究与开发.E2mail:wdove2007@sina.com1250试验与技术硅酸盐
7、通报第26卷[2]所以新一代的BNf复合材料能够有望顺利地取代传统的Cf/C复合材料。另外BNf具有低的介电常数,3与SiC及其它氧化物材料比较BN具有轻的重量(密度:2.27g/cm),所以可以用作航空航天材料使用。要保障BNf/复合材料的力学可靠性必须要求氮化硼纤维具备更高的力学强度。2实验高温氮化中对纤维进行热拉伸,是使纤维内部具有晶粒取[3]向的有效手段。高温加张采用高频感应炉对纤维水平加张,利用收、
