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硅酸盐通报2025年第10期:B_4C含量对非等摩尔五元硼化物陶瓷致密化及力学性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王坤;邱帅航;邹冀;季伟;王为民;傅正义;

单位:武汉理工大学材料复合新技术全国重点实验室;

摘要:本文以B_4C为烧结助剂,采用无压烧结工艺制备了(Ti_(0.1)Zr_(0.35)Hf_(0.35)Nb_(0.1)Ta_(0.1))B_2复相陶瓷,并考察了添加不同含量B_4C的样品在1 900~2 200℃烧结温度下的显微结构和力学性能。结果表明,B_4C的引入可显著促进陶瓷的致密化,在2 100℃下,添加2%和5%(质量分数)B_4C的陶瓷样品均接近全致密,在较低烧结温度(2 000~2 100℃)下提高了材料的硬度和断裂韧性。2 100℃烧结获得的添加5%B_4C的复相陶瓷展现出较好力学性能,硬度达(21.49±1.17) GPa,断裂韧性为(3.12±0.11) MPa·m~(1/2)。然而,当烧结温度升高至2 200℃时,B_4C形成液相,造成材料致密度和力学性能下降。本研究为复杂组元陶瓷组分设计、烧结助剂调控及无压烧结致密化窗口的建立提供参考。

关键词:二硼化物陶瓷;;B_4C;;非等摩尔;;无压烧结;;致密化;;力学性能

基金资助:国家重点研发计划(2021YFB3701400);; 湖北省自然科学基金项目(杰出青年学者2022CFA042)