SiC含量对机械合金化-热压制备B4C-SiC复合陶瓷的影响

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•m^1/2; 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。     

粉末粒径对热压烧结碳化硼致密化及力学性能的影响

采用平均粒径分别为3.5 μm、1.5 μm和200 nm的碳化硼粉体为原料经1850℃热压烧结制备了碳化硼陶瓷, 研究了粉体粒径对陶瓷烧结致密化过程及其性能的影响。根据保温时间对线收缩率的影响及热压初期的塑性流动机理, 得出了不同粉体间烧结初期的激活能差。结果表明: 在相同工艺条件下, 随着粉体平均粒径的减小, 粉体的扩散激活能降低, 致密化初始温度降低, 而且完成塑性流动所需时间也会明显缩短, 致密化速率加快, 致密度增大; 碳化硼陶瓷的显微结构与力学性能亦随着粉体粒径的减小而改善; 1850℃保温1 h后, 平均粒径为200 nm的粉体制备的碳化硼陶瓷相对密度可达90.5%, 硬度为(17±1.8) GPa。     

关于细纱卷装技术的研讨

通过对影响细纱卷装技术因素的讨论，建立了细纱卷装与V，T值间的相互关系的数学表达式，提出了不同卷装间的经济平衡点和产量变化系数K等概念，指出了合理选择细纱卷装的科学依据，有利于高速锭子等新技术的推广应用。     

高活性B_4C-SiC超细复合粉体的制备及烧结

以B4C、SiC粗粉为原料,采用机械合金化制备高活性的B4C-SiC超细复合粉体。通过XRD、SEM、LPSA和IR等测试技术研究球料比、过程控制剂及球磨时间对复合粉体性能的影响,确定机械合金化制备B4C-SiC超细复合粉体的最佳工艺条件,研究机械合金化过程中粉体有序-无序转变过程。随后,采用热压烧结工艺验证复合粉体的烧结活性。结果表明:球磨机转速是250 r/min的条件下,球料比为30:1,过程控制剂为2wt%,球磨时间为120 h时,可获得晶格无序的B4C-50wt%SiC超细复合粉体;该复合粉体在1900℃,30 MPa热压条件下烧结1 h,其体积密度为2.62 g/cm3,达到理论密度的93%,比普通混合粉体在相同热压条件下获得样品的致密度提高了8.1%;机械合金化工艺制备的B4C-SiC超细复合粉体具有极高的烧结活性。