基于溶膠-凝膠無壓燒結(jié)制備BN-SiC的組織與性能.pdf

1、氮化硼陶瓷由于具備質(zhì)輕、耐高溫、絕緣、耐強酸強堿的性能，是理想的航空航天材料，但是六方氮化硼本身由于成片狀堆積，原子層之間作用力微弱，極容易產(chǎn)生裂紋，所以導(dǎo)致材料的強度、硬度都不高。另外B、N之間是用共價鍵連接，燒結(jié)時需要很高的溫度來提供能量。本文通過無壓燒結(jié)工藝制備BN-SiC復(fù)相陶瓷，利用共沉淀包覆的方法，添加燒結(jié)助劑（YAG），以提高BN-SiC復(fù)相陶瓷的致密化程度及降低燒結(jié)溫度。在不同的制備工藝下對比BN-SiC復(fù)相陶瓷的相對密

2、度、抗彎強度和微觀組織結(jié)構(gòu)，最終確定無壓燒結(jié)BN-SiC復(fù)相陶瓷的最優(yōu)化燒結(jié)制備工藝。此外還對比機械混合法和溶膠凝膠法這兩種粉體制備方法對BN-SiC復(fù)相陶瓷微觀組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。
　　首先探究最佳燒結(jié)溫度，在保證其它影響B(tài)N-SiC復(fù)相陶瓷性能的因素不變條件，將BN-SiC復(fù)相陶瓷坯體在1650℃、1700℃、1750℃和1800℃不同的溫度下燒結(jié)，確定燒結(jié)溫度在1700℃的時候，燒結(jié)效果最理想。確定最佳燒結(jié)溫度后，研究

3、保溫時間（10min、30min、60min和90min）對BN-SiC復(fù)相陶瓷性能的影響。通過實驗檢測對比，當(dāng)保溫時間為30 min的時候，BN-SiC復(fù)相陶瓷的抗彎強度與燒結(jié)性能最佳。
　　為進一步優(yōu)化BN-SiC復(fù)相陶瓷的制備工藝，本文還研究燒結(jié)助劑（YAG）含量（6wt％、8wt%、10wt%和12wt%）的影響。研究表明，當(dāng)燒結(jié)助劑（YAG）含量為8wt%時，BN-SiC復(fù)相陶瓷性能最佳，原因在于當(dāng)YAG的含量較少時，燒

4、結(jié)過程中沒有足夠的液相促進燒結(jié)，燒結(jié)性能低。相反當(dāng)YAG的含量過多時，陶瓷的抗彎強度、相對密度表現(xiàn)出性能降低，所以YAG含量為8wt%時最佳。在最佳燒結(jié)溫度、保溫時間和燒結(jié)助劑含量下，研究第二相（SiC）的含量，當(dāng)?shù)诙嗪繛?0wt%時，燒結(jié)性能最佳，BN-SiC復(fù)相陶瓷的抗彎強度、相對密度分別為：38.30MPa、45.15%。
　　本文還對比分析了機械混合和溶膠凝膠兩種原料粉體的制備方法對燒結(jié)性能和力學(xué)性能的影響，研究結(jié)果表