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以B4C-Si-C体系为原料制备具有晶间-晶内复合结构的B4C-SiC纳米复合陶瓷及其微观结构和性能研究

  以B4C-Si-C粉体体系为原料,通过机械化学辅助热压烧结工艺制备具有晶间/晶内复合结构的B4C-SiC纳米复合陶瓷.该工艺可以在不添加任何烧结助剂的情况下于较低温度获取同时兼具高硬度和高韧性的B4C-SiC复合陶瓷.研究结果展现,机械化学法制备的B4C-SiC复合粉体由B4C纳米晶粒和无定形结构的SiC组成,具有高度无序特性.复合粉体的这种特性导致烧结过程中样品致密化过程在较窄的时间段内(1700-1900℃)迅速完成,从而能于较低温度制备出密实的样品.复合陶瓷微观结构分析表明,部分纳米/微米级的SiC颗粒均匀的分布在B4C晶界之间,另一部分纳米级SiC颗粒被包埋在B4C晶粒内部形成了晶间/晶内复合结构.1950℃获取的B4C-SiC复合陶瓷的相对密度、维氏硬度和断裂韧性分别高达98.6%、34.3 GPa和6.0 MPa.m1/2.增韧机理研究表明,B4C-SiC复合陶瓷所具有的晶间/晶内复合结构是提高其硬度和断裂韧性的重要原因.

B4C-SiC纳米复合陶瓷 晶内-晶间结构 机械化学过程 无序-有序转变 增韧机理

张志晓 杜贤武 李自力 王为民 张金永 傅正义

材料复合新技术国家重点实验室,武汉理工大学,湖北武汉430070

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第13届全国博士生学术年会——新材料专题

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2015-05-01(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)