SiC含量对机械合金化-热压制备B4C-SiC复合陶瓷的影响.pdf

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1、第29卷第7期无机材料学报Vl0I_29NO．72014年7月JournalofInorganicMaterialsJu1．．2014文章编号：1000-324X(2014)07-0695-06D0I：10．3724／SP．J．1077．2014．13521SiC含量对机械合金化一热压制备B4C．SiC复合陶瓷的影响张志晓，杜贤武，邢伟宏2，王为民，张金咏，傅正义(武汉理工大学1．材料复合新技术国家重点实验室；2．材料科学与工程学院武汉430070)摘要：以B4C、SiC粗粉为原料，采用机械合金化辅助热压烧结工艺

2、，在不添加任何助烧剂的情况下于195O℃制备出致密的BC．SiC复合陶瓷。通过对烧结样品进行相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性测试，研究SiC含量对复合陶瓷力学性能的影响；结合XRD、SEM和TEM对样品进行组分和微观结构分析，研究其微观结构与力学性能之间的关系。结果表明：复合陶瓷的相对密度和断裂韧性随SiC含量的增加而增大，当SiC含量为50wt％时获得最大值为96．1％和4．6MPa．m“；复合陶瓷的硬度和抗弯强度随SiC含量的增加呈先增大后减小的趋势，在SiC含量为20wt％时获得最大值25．5GPa和

3、480MPa。SiC相均匀分布在B4C基体中使得复合陶瓷具有较高的强度；B4C与SiC之间好的界面相容性以及SiC的高断裂韧性是该B4C基复合陶瓷韧性得到显著提高的原因。关键词：复合陶瓷；热压；机械合金化；力学性能；微观结构中图分类号：TQ174文献标识码：AEffectofSiCContentonB4C·SiCCompositesFabricatedbyMechanicalAlloying—hotPressingZHANGZhi．Xiao，DUXian．Wu，XINGWei．Hong，WANGWei—Min，Z

4、HANGJin．Yong，FUZheng．Yi(1．KeyLaboratoryofAdvancedTechnologyforMaterialsSynthesisandProcessing，2．schoolofMaterialsscienceandEngi-neering，WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070，China)Abstract：DenseB4C-SiCcompositeceramicswerefabricatedthroughmechanicalalloying

5、usingcoarserB4CandSiCpowdersasstartingpowders，andsubsequenthotpressingsinteringat1950~withoutanysinteringaid．Thein—fluencesofthecontentofSiConmechanicalpropertiesofthecompositeceramicswerestudiedthroughdeterminingrelativedensityofcompositeceramics，Vickershard

6、ness，flexurestrengthandfracturetoughness．CombinedwiththemicrostructureandcomponentanalysistechnologiesofXRD，SEMandTEM，therelationshipbetweenmicrostructureandmechanicalpropertiesofthecompositeceramicswasinvestigated．Theresultsindicatethattherelativedensityandf

7、racturetoughnessofthecompositeceramicsareimprovedwithincreaseofSiCcontent，andreachthemaximumvalueat96．1％and4．6MPa．m。respectively,withSiCcontentof50wt％．However,withtheincreaseofSiC，theVickershardnessandflexurestrengthareenhancedfirstlyandthendecreased．Themaxim

8、umvaluesare25．5GPaand480MPa，respectively，withSiCcontentof20wt％．HomogeneousdispersionofSiCphaseinB4Cmatrixisoneofthereasonswhythecompositeceramicspossesshigherflexurestrength．Fracturetough