碳化硼（B4C）作为一种性能优良的特种陶瓷,广泛应用于航空航天和军事等领域,作为导航陀螺仪的核心材料——气浮轴承。由于碳化硼的自扩散系数低,原子间的强共价键结合等,使碳化硼材料的致密化面临巨大的挑战,目前碳化硼在高温阶段的烧结致密化行为及致密化机制目前尚不清楚。本文通过研究不同粒径碳化硼粉末放电等离子烧结（Spark plasma sintering,SPS）过程中烧结行为,以蠕变主导的塑性变形理论为指导,研究碳化硼粉末致密化行为及其动力学机制,定量分析晶粒生长机制对致密化的影响。以FeMnCoCrNi及FeMnCoCr高性能高熵合金作为新型陶瓷烧结助剂,建立了低熔点烧结助剂作用下的致密化动力学模型。本研究主要内容及创新点如下:（1）揭示了碳化硼粉末SPS致密化过程及控制机制。研究发现,烧结温度越高,粉末越细,样品最终的相对密度越高。当晶粒未发生明显长大时,可根据稳态蠕变致密化模型计算获得碳化硼粉末有效应力指数及致密化激活能。在致密化初中期,应力指数为1时,碳化硼的致密化机制为硼原子扩散主导的原子扩散机制,致密化激活能约为117.9-170.9k J/mol;应力指数为2时,致密化机制为碳原子扩散主导的晶界滑移/晶界扩散机制,致密化激活能约为247.3-337.3k J/mol;致密化后期,应力指数高于3,致密化主要由位错攀移机制控制。（2）研究了不同烧结参数下碳化硼粉末的晶粒生长动力学及其控制机制。在确定晶粒生长“窗口温度”Tg的基础上,通过进一步升高烧结温度,延长保温时间,以晶粒生长经典模型为指导,对碳化硼高温过程的晶粒生长动力学进行系统研究。研究结果显示,对于超细碳化硼粉末（平均粒径＜1μm）,晶粒生长初始阶段主要为晶界扩散机制控制,在晶粒生长后期则是由体积或液相扩散控制。对于微米级碳化硼粉末晶粒生长的主要机制为晶界扩散。（3）阐明了电迁移效应及电塑性效应等非热效应在碳化硼粉末致密化后期的作用机制。结果表明,电迁移效应产生的物质迁移驱动力在致密化初期与碳化硼的温度场及应力场的驱动力方向相同,电迁移效应会对加速碳化硼粉末初始阶段的致密化。保温阶段压坯内的瞬时电流密度逐渐降低,且在保温阶段初期,电流密度越高,碳化硼粉末的致密化速率越高。电场通过降低烧结激活能促进材料致密化的进行。在致密化后期,脉冲速率越高,瞬时电流密度越低,位错密度越高,位错运动在电塑性效应下加快,因而致密化速率加快。（4）以FeMnCoCrNi高熵合金作为SPS碳化硼陶瓷的烧结助剂,探究了其对碳化硼粉末致密化机制的影响。添加FeMnCoCrNi-HEA不仅可以在晶间形成液相填充孔隙促进碳化硼粉末的致密化,还可以增强碳化硼材料的力学性能,复合陶瓷强度与纯碳化硼强度相比提高了35%。低温阶段碳化硼物质的传输主要依靠碳化硼颗粒表面扩散。在低有效压应力阶段,致密化机制是由晶界滑移/界面反应或晶格扩散控制的,致密化激活能Qd为519.5±82.6k J/mol。在高有效压应力阶段,致密化机制转变为位错攀移机制。（5）构建了含有低熔点组元的稳态蠕变模型,揭示了不同烧结助剂含量影响下碳化硼粉末致密化的作用机理。当烧结助剂熔化后改变了颗粒之间的实际接触面积,进而对推导的实际有效应力产生了影响。利用修正后的稳态蠕变模型获得的碳化硼粉末在低有效应力-低温状态时致密化主要控制机制为晶界扩散或原子扩散;在高应力阶段致密化过程主要受位错攀移机制控制。随着高熵合金添加量的增加,烧结激活能由234.4k J/mol逐渐降低至75k J/mol。图116幅,表16个,参考文献244篇