碳化硼-铝复合材料注凝成型研究

《碳化硼-铝复合材料注凝成型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、碳化硼一铝复合材料注凝成型研究捅要碳化硼是一种重要的特种陶瓷材料，具有低密度(2．529／cm3)、高熔点(2450℃)等优异的物理化学性能。但由于其烧结温度过高、难以致密化及韧性低等缺点，限制了它的应用。铝是一种具有低密度、高韧性和低熔点的金属材料。而碳化硼．铝复合材料具有低密度、高的韧性并己得到广泛的应用。注凝成型是一种将胶体化学、陶瓷制备技术及高分子化学结合的原位成型方法，它主要是利用陶瓷浆料中有机单体在一定条件下发生聚合反应，使陶瓷浆料固化成型。它可用于制备形状复杂、高均匀性以及高可靠性的陶瓷材料。本文采用注凝成型工艺制备碳化硼．铝复合材

2、料，研究了溶剂、分散剂种类及其含量、固相含量、B4C．砧之间的配比和有机单体对浆料粘度的影响，制备出了高固相含量和低粘度浆料；研究了有机单体之间配比、引发剂的用量、B4C．础之间的配比、不同的固相含量和真空处理对素坯抗弯强度的影响，制备出了高强度、微观结构均匀的素坯；研究了素坯的干燥和烧结。主要研究结果如下：．(1)以有机溶剂正丁醇和正辛醇作为分散介质，以CH．10S和Tilo．20100作为分散剂来分散碳化硼．铝复合粉体时，都取得良好的分散效果，浆料的粘度均在1000mPa．s以下，浆料的固相含量可达55v01％能够满足注凝成型的要求。(2)随

3、着引发剂加入量的增加，浆料的聚合时间迅速缩短；当引发剂的用量占总浆料的3v01％和TMPTA／(TMPTA+HDODA)为10时；素坯的抗弯强度最高；浆料固相含量越高，素坯的抗弯强度越高，其体积密度也越高；真空脱气处理可以有效提高素坯的抗弯强度；素坯的断口显微形貌表明颗粒堆积致密，而且颗粒均匀分散，颗粒与颗粒之间以聚合物网络连接。(3)素坯掩埋于松散的碳化硼粉中，150。C干燥5小时，该方法干燥素坯不仅能够完全除去素坯中的有机溶剂，还可以防止素坯的开裂和变形。干燥的素坯经1300℃保温1h得到复合材料的烧结体，SEM观察发现烧结体结构均匀，但是还

4、有一些气孔。经XRD发现，在烧结体中主要物相为B4C、AhC3和A13BC。关键词：碳化硼；铝：注凝成型；复合材料StudyOiltheGelcastingofBoronCarbide—Aluminum，'‘o乙OmDOSlteSAbstractBoroncarbideisallimportantceramicmaterial．、析tllexcellentphysicalandchemicalproperties，suchasalowdensity(2．529／cm3)andhighmeltingpoint(2450℃1．However,itst

5、womajordrawbacksarethelowfracturetoughnessandtheveryhighsinteringtemperatureforpureboroncarbideceramics，whichrestrictitsapplication．Aluminumhasalowdensity,alowmeltingtemperatureandhi．ghductility．Boroncarbide-Aluminumcomposites、析t11lowdensityandhightoughnesshavewideapplication

6、s．Gelcastingisallin—situformingprocessasthesynthesisofconceptsderivedfromcolloidchemistry,traditionalceramicsandpolymerchemistry．Theprocessisapromisingmethodforcomplexshapesofceramicmaterials埘th11i曲ingredientuniformityandhighreliabilityofperformance．Inthispaper,B4C-AIcomposit

7、eswerepreparedbygelcasting．Theeffectofdifferentdispersants，solvents，dispersantcontent，solidcontent，B4C—AIratioontheviscosityofslurrywerestudied．HighsolidcontentandlowviscosityslurryWasprepared．Theeffectsofsolidcontent，B4C—Alratio，initiatorcontent，monomerratioandvacuumdisposal

8、onthestrengthofgreenbodywerestudies．Greenbody、7l，ith11ighstrengthand