B4C-CaB6復合陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、碳化硼具有低密度、高硬度、良好的耐磨性和耐蝕性能等特點，廣泛應用于裝甲材料、切割研磨材料、耐酸堿侵蝕材料等領域。但碳化硼為一種強共價鍵化合物，致使獲得高致密度的燒結體非常困難，限制了其在工業(yè)上的進一步應用。
　　本文將低密度的CaB6(0~20wt.％)作為摻雜相引入到B4C陶瓷中，并加入定量的Al2O3作為燒結助劑，熱壓燒結制備B4C/CaB6復合陶瓷。研究不同CaB6摻量對B4C/CaB6復合陶瓷密度、硬度的影響規(guī)律，確定獲得

2、優(yōu)異性能的CaB6的最佳摻量。研究不同CaB6摻量的B4C/CaB6復合陶瓷的耐海水腐蝕性能，并通過電化學分析方法研究其在海水中侵泡的腐蝕行為，分析CaB6對B4C/CaB6復合陶瓷的耐海水腐蝕性能的影響規(guī)律。
　　研究結果表明：以B4C為基體，0~20wt.%CaB6作為第二相摻雜，10wt.%Al2O3為燒結助劑，通過燒結溫度為1900℃，燒結壓力為30MPa，保溫時間為60min的熱壓燒結工藝可制備出輕質的B4C/CaB6復

3、合陶瓷材料，B4C/20wt.%CaB6復合陶瓷的密度最小，僅為2.431g/cm3。添加CaB6可除去B4C粉體中的氧污染，提高B4C粉體的燒結活性，促進B4C/CaB6復合陶瓷的致密化燒結，B4C/20wt.%CaB6復合陶瓷的相對密度最大，達到94.96%。
　　隨著CaB6的加入，B4C/CaB6復合陶瓷的維氏硬度逐漸降低。不摻加 CaB6的復合陶瓷硬度最大，為38.65GPa；由于添加相CaB6的硬度小于B4C的硬度，摻

4、入越多，復合陶瓷的硬度下降越多，B4C/20wt.%CaB6復合陶瓷的硬度降低到36.01GPa。
　　B4C/CaB6復合陶瓷主要由 B4C、CaB6、Al2O3和AlB12C2四相組成，其中AlB12C2為高溫高壓下B4C與Al2O3的反應產物。B4C/CaB6復合陶瓷塊體燒結致密，斷口平齊，脆性斷裂，斷裂方式以沿晶斷裂為主。
　　B4C/CaB6復合陶瓷在海水中浸泡20d的過程中，質量損失微少，腐蝕前后硬度下降幅度小，