【摘 要】
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本文以氧化铝、活性碳和稀土氧化物为烧结助剂,以碳化硼为基体、采用真空热压烧结技术制备碳化硼陶瓷.研究成分配比、烧结工艺对烧结体致密度及力学性能的影响;分析了稀土氧
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本文以氧化铝、活性碳和稀土氧化物为烧结助剂,以碳化硼为基体、采用真空热压烧结技术制备碳化硼陶瓷.研究成分配比、烧结工艺对烧结体致密度及力学性能的影响;分析了稀土氧化物对烧结温度及烧结体性能的影响,并确定烧结温度;探讨不同添加剂对碳化硼陶瓷显微结构影响及烧结机理.结果表明,以氧化铝、活性碳和稀土氧化物为烧结助剂,采用真空热压烧结工艺,成功制备碳化硼陶瓷,其烧结温度相对文献[52]的烧结温度降低约380℃;碳化硼烧结的最佳材料配方与烧结工艺:B<,4>C:La<,2>O<,3>:Al<,2>O<,3>:C=70:6:12:12,烧结温度1850℃,压力20MPa,保温时间1h;所得碳化硼烧结体性能:开口气孔率0.22％,相对密度为92.5％,抗弯强度为156.76MPa,硬度(HRA)97;以氧化铝和活性碳为烧结助剂,碳化硼烧结体中的高温液相为Al<,8>B<,4>C<,7>;在添加氧化铝和活性碳的基础上,继续分别添加氧化钇,氧化镧,(氧化钇+氧化镧)为烧结助剂时,碳化硼烧结体中的高温液相分别为Y<,3>Al<,5>O<,12>,LaAlO<,3>,(Y<,2>Al<,5>O<,3>+LaAlO<,3>).本文探讨了添加不同烧结助剂碳化硼的烧结机理.以氧化铝和活性碳为烧结助剂时,碳化硼的烧结是依靠液相Al<,8>B<,4>C<,7>和氧化铝软化共同作用完成的,碳化硼烧结属于不完全液相烧结.以稀土氧化物、氧化铝和活性碳为烧结助剂,碳化硼的烧结是主要依靠烧结过程中生成液相烧结碳化硼陶瓷,碳化硼烧结属于液相烧结.其中液相LaAlO<,3>对碳化硼固相颗粒的表面润湿性较好,因此加入氧化镧试样的性能最优.
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