GdB6对热压烧结B4C材料性能的影响

对热压烧结法制备的B4C-GdB6材料进行了性能测试.结果表明在GdB6添加量为2%～8%的范围内,随其添加量的增加,B4C-GdB6材料的硬度增加,比单一B4C材料增加了78%;抗弯强度降低;断裂韧性先减小后增大,但变化不大.B4C-GdB6材料的断口扫描电镜分析发现,GdB6的加入改变了单一B4C材料的烧结状态,随添加量的增加,B4C晶粒显著增大,晶粒间排列致密,使孔隙逐渐消失.     

High Temperature Chemical Reaction of La2O3 in H3BO3 -C System

The high temperature chemical reaction process of La2O3 in H3BO3-C system was studied by means of XRD and TG-DTA.The results showed that dehydration reaction of H3BO3 occurred in the temperature range of 82～390 ℃;La2O3 and B2O3 reacted to form LaB3O6,LaBO3,and B4C in the temperature range of 836～1400℃;at 1450 ℃,B4C and LaBO3 further reacted to form LaB4,and partial LaB4 and B reacted to form LaB6;at 1500 ℃,LaB4 and B reacting into LaB6 was the main reaction,and the content of LaB6 increased with prolonging time.     

原位生成CeB_6/B_4C陶瓷的力学性能和显微组织

通过B4C、CeO2和C的化学反应,采用原位生成法,在热压烧结的条件下制备了CeB6/B4C陶瓷材料.研究了CeB6/B4C陶瓷材料的力学性能和显微组织,并对其增韧机理进行了分析.结果表明:原位生成的CeB6/B4C陶瓷只有CeB6和B4C两相,其显微维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性最大值分别达到40.64GPa、346.7MPa、5.95MPa·m1/2,比纯碳化硼分别提高了52.50%、17.96%、61.68%.原位生成的CeB6颗粒细晶增韧补强,B4C和CeB6颗粒之间热膨胀系数不匹配产生的残余应力导致的裂纹偏转以及沿晶断裂是CeB6/B4C陶瓷的主要增韧机制.     

B4C/Al复合材料力学性能及其断裂机理的研究

对无压浸渗法制备的B4C/Al复合材料进行了力学性能测试。结果表明,B4C/Al复合材料的抗弯强度和断裂韧性与单一B4C材料相比有显著提高。B4C/Al复合材料的抗弯强度及断裂韧性分别比单一B4C提高了18.39%和75.27%,但其硬度降低。B4C/Al复合材料经扫描电镜和背散射仪分析后发现,无压浸渗法制备的B4C/Al复合材料中没有大尺寸的显微缺陷,组织分布比较均匀、致密;B4C以连续的骨架结构存在,而渗入的铝相也以连续基体的形式存在;单一B4C存在较多的穿晶断裂,而B4C/Al复合材料的断裂方式主要以沿晶断裂为主,这是B4C/Al复合材料断裂韧性提高的主要原因。     

B_4C和Al在高温条件下的化学反应及相组成的研究

采用X射线衍射和差热分析系统研究了B4C和Al在高温条件下的化学反应和相组成.研究结果表明:B4C和Al在0～1 500 ℃温度区间内反应生成相有Al3BC、AlB2、Al4C3和AlB12C2.在该区间内,B4C和Al生成新相的反应分为三个阶段:Al3BC和AlB2相在625～690 ℃温度区间反应生成;Al4C3相在1 150～1 185 ℃温度区间反应生成;AlB12C2相在1 320～1 350 ℃温度区间反应生成.分析了无压浸渗法所制备B4C/Al复合材料的相组成,并测试了其力学性能.     

La_2O_3-H_3BO_3-C体系高温烧结过程的相组成研究

采用TG-DTA和XRD等分析手段对La2O3-H3BO3-C体系高温烧结过程中的相组成进行了研究.结果表明:在 82～390 ℃之间,发生了H3BO3的三阶段脱水反应,第一阶段为82～153 ℃,生成了HBO2;第二阶段为153～222 ℃,生成了H2B4O7;第三阶段为287～390 ℃,生成了B2O3.在836～1 400 ℃时,主要是La2O3与B2O3反应生成LaB3O6和 LaBO3.在1 450 ℃的高温下, La2O3、B2O3和C共同作用生成LaBO3和B4C,此时LaBO3相占主要地位,计算得到其晶胞参数为:a=7.955,b=8.160,c=6.499,属于单斜晶系.在1 500 ℃时, LaBO3和B4C反应生成LaB4、B和LaB6; LaB4和B进一步烧结生成LaB6,其生成率随烧结时间延长而增加,计算得到其晶胞参数为:a=4.156,属于立方晶系.     

原位合成B4C-CeB6/Al复合材料过程中相组成的研究

向B4C中添加稀土CeO2、B4C和CeO2原位反应形成了B4C-CeB6预制体多孔材料，然后采用无压浸渗法，将铝渗入B4C-CeB6预制体中制备得到了B4C-CeB6／Al复合材料。采用XRD和DTA对制备B4C-CeB6／Al复合材料过程中各相的生成温度与化学反应进行了系统的研究。结果表明，CeO2加入到BC中，在碳化硼预制体制备过程中CeO2与B4C及其中的碳在1240～1300℃温度区间发生原位反应，反应产物为CeB6。在0～1200℃的温度区间，不同温度下碳化硼和铝反应的生成相有Al3BC、AlB2和Al4C3。Al3BC和AlB2在645～690℃温度区间反应生成，是较低温度下的反应产物；而Al4C3在1150～1200℃温度区间反应生成，是较高温度下的生成相。     

退火处理对B4C-CeB6/Al复合材料相组成及其力学性能的影响

首次向B4C中添加CeO2,原位合成制备了B4C-CeB6多孔增强体。然后采用无压浸渗法,将金属铝渗入B4C-CeB6增强体中,制备出B4C-CeB6/Al复合材料,对其进行了相组成的分析和力学性能的测试。对无压浸渗法制备的B4C-CeB6/Al复合材料进行不同温度下的退火处理后,对其也进行了相组成的分析和力学性能的测试。结果表明,在本试验的退火温度下,退火后的B4C-CeB6/Al复合材料的抗弯强度相比未退火的有显著提高;而退火后的B4C-CeB6/Al复合材料的断裂韧性略有提高;退火处理对复合材料硬度几乎没有影响。将未退火的B4C-CeB6/Al复合材料和退火处理后的B4C-CeB6/Al复合材料都用XRD检测其中的相组成,发现其中相组成无变化,但是复合材料中各相的含量变化却各不相同。     

CeO2-B4C-C体系的高温化学反应及相组成研究

采用XRD和TG-DTA方法对CeO2 -B4C-C体系的高温化学反应及相组成进行了研究.结果表明,650℃～910℃时, CeO2同B4C生成CeBO3、CeBC和B;1270℃～1309℃时, CeO2同B4C生成CeBO3、B和CeB4,以及CeBO3、CeBC和B4C生成CeB4;在以上两个温度区间内,碳的作用很小.1317℃～1370℃时,CeBO3、B4C和C生成CeB4和B;1371℃～1420℃时,CeO2、B4C和C生成CeB6和CO;在以上两个温度区间内,碳的作用显著. 1460℃的高温下,CeB4和B进一步反应生成CeB6,此时CeB6相占主要地位,其生成率随反应时间延长而增加.