SiC含量对机械合金化-热压制备B₄C-SiC复合陶瓷的影响

张志晓¹，杜贤武¹，邢伟宏²，王为民¹，张金咏¹，傅正义¹

1. 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室2. 武汉理工大学材料科学与工程学院

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,在不添加任何助烧剂的情况下于1950℃制备出致密的B4C-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4.6 MPa·m1/2;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25.5 GPa和480 MPa。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;