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本文主要研究了热压烧结制备B<,4>C/Co复合材料工艺以及材料制备工艺对材料结构和性能的影响,并利用光学显微镜、X射线衍射分析和扫描电镜等手段较深入分析了材料微观结构,探讨了B<,4>C/Co复合材料的成分、微观结构对其性能的影响。
在工艺条件下,碳化硼被钴浸润的同时,B<,4>C与Co存在微量反应,生成了CoB和碳。钴对碳化硼的浸润是热压法制造碳化硼/钴复合材料的必要条件。
对热压烧结法制备B<,4>C/Co复合材料工艺过程中的烧结温度、压力、保温时间、原料的选择、原料的配方组成,以及对材料的成分分析、致密度、显微结构的研究表明,烧结温度、保温时间、压力、原料等影响着复合材料的烧结后的成分、致密度及显微结构。
适当的温度制度(适当的烧结温度和适当的保温时间),以及适当的压力制度可以使金属Co能够完全润湿整个基体材料B<,4>C,钴能均匀地分布于整个复合材料,同时生成的中间产物不多,没有金属Co的熔山,不会使得材料的孔洞过多。
原料的选择中,原料的粒度愈细、纯度愈高,在其他条件一致的前提下,生成的中间产物会愈少,烧结产物的相分布的也会愈均衡,复合材料致密程度也会愈高。
对在烧结温度、保温时间和压力制度等条件不同的情况下,制备出来的B<,4>C/Co复合材料进行耐磨损测试、致密度、光学显微分析及扫描电镜分析,结果表明:在优选工艺条件下制备的B<,4>C/Co复合材料具有较好的致密度、耐磨损性能及显微结构;对比刚玉样,本实验制作的B<,4>C/Co复合材料具有明显优秀的耐磨性能。
对具有最高致密度的试样进行了抗弯强度的测试,结果表明:碳化硼的抗弯强度得到了很大的提高,达到了预想中金属对复合材料增强的要求。