β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料的制备与性能

采用放电等离子烧结(SPS)在1 500℃下制备不同立方氮化硼(cubic Boron Nitride,即cBN)含量的β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料,研究cBN含量对陶瓷复合材料的物相组成、显微组织和性能的影响.XRD分析表明:在添加复合烧结助剂的条件下合成的β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料,β-SiAlON的量随着cBN含量的增加而增加.FESEM观察结果表明:cBN颗粒较均匀地分布在β-SiAlON基体中,一些cBN颗粒表面出现可剥离的层片状物质六方氮化硼(hBN).随着cBN含量的增加,β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料的相对密度先下降后略有上升,硬度呈现降低趋势,断裂韧性则先升高后略有降低.β-SiAlON-10%cBN(质量分数)的相对密度和硬度分别为96.8%和13 GPa,β-SiAlON-30%cBN的断裂韧性可达到KIC=3.2 MPa·m1/2.     

原位包覆制备氮化硅复合粉体的研究

通过尿素均匀沉淀方法制备氮化硅复合粉体,利用尿素的分解来生成Y-Al前驱体包覆层.此方法既解决反向共沉淀法pH值难以控制的难题,又避免球磨法分散不均匀的现象.结果表明:Si3N4粉体通过尿素均匀沉淀的方法可实现Y-Al前驱体包覆,利用SEM图可观察到氮化硅粉体表面形成核壳结构.对Y-Al前驱体包覆的Si_3N_4粉体采用1 750℃热压烧结,研究发现样品具备优良的烧结性能和力学性能,其抗弯强度达到817 MPa.