碳化硼是一种高性能结构陶瓷材料,具有低密度、高熔点、高硬度、高模量、化学稳定性好等特点。但是,碳化硼为强共价键化合物,是一种难烧结的陶瓷材料,烧结温度高,断裂韧性低,限制了碳化硼在许多领域的应用。本文分别以Al、B₄C和C以及Al、B₂O₃和C的混合粉末为原料,按照Al:B:C原子比为8:4:7,进行配料,对两个体系分别采用自蔓延和无压烧结的方法制备Al₈B₄C₇粉体,系统地研究了硼源的种类和工艺因素对Al₈B₄C₇粉体的影响,通过优化实验,确定了Al₈B₄C₇粉体的制备工艺参数。进而以Al₈B₄C₇粉体为添加剂与B₄C复合,采用热压烧结工艺制备了含5%,10%,15%和20%Al₈B₄C₇的B₄C/Al₈B₄C₇陶瓷基复合材料,考核了不同掺量对B₄C/Al₈B₄C₇陶瓷基复合材料结构和性能的影响。同时,制备了含Al 5%,10%,15%和20%的B₄C陶瓷基复合材料,并与添加Al₈B₄C₇制备的B₄C陶瓷基复合材料进行比较分析。研究了B₄C/Al₈B₄C₇陶瓷基复合材料的韧化机制。研究结果表明:以Al、B₄C和C为原料,采用无压烧结的方法在1500℃下烧结1h可以制备得到高纯度的Al₈B₄C₇粉末;Al₈B₄C₇和Al在B₄C陶瓷烧结过程中可以实现液相烧结,有效的降低烧结温度。所制备的碳化硼复合材料断裂韧性明显提高,当Al₈B₄C₇的加入量为20%时,断裂韧性为5.53MPa·m^1/2;当Al的加入量为5%时,断裂韧性为4.80MPa·m^1/2。所制备的B₄C陶瓷基复合材料,弯曲强度、硬度和压缩强度最高值分别达:508MPa、27GPa和1.73GPa。通过对制备的B4C/Al₈B₄C₇陶瓷基复合材料的组成-结构-性能进行分析,结果表明:在B4C陶瓷中添加Al₈B₄C₇和Al,热压烧结制备的B₄C/Al₈B₄C₇陶瓷基复合材料的韧化机制主要包括:裂纹偏转、分支,第二相颗粒韧化以及微裂纹增韧等。