CaB-,6-多晶體的制備、組織及性能.pdf

1、六硼化鈣具有多種特殊的功能性,顯示在冶金、吸波材料以及電磁元器件等領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景.但是化學(xué)合成CaB<,6>粉末純度較低,粉體團(tuán)聚嚴(yán)重,且熱壓燒結(jié)工藝性差,這些技術(shù)難點(diǎn)已嚴(yán)重阻礙了CaB<,6>的工業(yè)應(yīng)用.針對(duì)目前尚存問題,本文系統(tǒng)全面研究了CaB<,6>粉末合成、多晶體熱壓工藝以及CaB<,6>多晶體的力學(xué)、磁學(xué)和高溫氧化性能.采用熱壓燒結(jié)工藝制備了CaB<,6>多晶燒結(jié)體.分析了CaB<,6>粉末粒度、燒結(jié)溫度等因素對(duì)多晶體組織

2、與力學(xué)性能的影響.經(jīng)優(yōu)化工藝,本實(shí)驗(yàn)獲得的熱壓多晶體具有高的綜合力學(xué)性能:HRA=96,σ<,彎>=276MPa,K<,IC>=3.8MPa·m<'1/2>.本文重點(diǎn)研究了燒結(jié)助劑Ni對(duì)CaB<,6>多晶體致密化過程的影響,鎳的添加顯著提高了燒結(jié)性能,當(dāng)鎳加入量為28wt%時(shí),多晶體完全致密化,斷裂韌性提高,K<,Icmax>=4.2MPa·m<'1/2>.通過燒結(jié)過程中Ni與CaB<,6>顆粒之間交互作用的深入分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ca在高溫

3、下進(jìn)入氣相,其揮發(fā)導(dǎo)致B的剩余,Ca、B及Ni發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成CaNi<,4>B和Ni<,3>B兩種新相.CaB<,6>多晶體的斷裂方式為穿晶斷裂和沿晶斷裂的混合模式.無燒結(jié)助劑的多晶體的斷口表面主要為沿晶斷裂,穿晶斷裂比例小;完全致密的多晶體的表面呈現(xiàn)準(zhǔn)解理斷口,形成撕裂棱線,穿晶斷裂比例大.多晶體磁性的研究結(jié)果表明,本實(shí)驗(yàn)條件下制備的CaB<,6>多晶體并未發(fā)現(xiàn)鐵磁性,而在室溫下多晶體均表現(xiàn)為弱順磁性.分析認(rèn)為,制備粉末中微量雜質(zhì)