B4C陶瓷中原位生成TiB2及其对力学性能的强化机制 |
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作者姓名: | 姚万凯 鄢俊兵 李享成 陈平安 朱颖丽 朱伯铨 |
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作者单位: | 1. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室;2. 武汉新芯集成电路制造有限公司 |
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基金项目: | 湖北省自然科学基金创新群体项目(2020CFA038);;国家自然科学基金(51972242和51774218); |
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摘 要: | 以 TiO2为烧结助剂,采用反应烧结法在 B4C 陶瓷中原位生成 TiB2,制备出致密的 B4C 陶瓷,并对其强化机制进行了分析。结果表明:随着 Ti O2添加量的增加,B4C 陶瓷的致密度和抗弯强度先增大后减小,断裂韧性不断增大。当 Ti O2添加量为 5% (质量分数)、烧结温度为 1 700 ℃时,B4C 陶瓷致密度达到 99.6%;当 TiO2加入量为 15%时,B4C 陶瓷的 Vickers硬度为 36.0 GPa,断裂韧性为 4.38 MPa·m1/2,抗弯强度为 405 MPa,综合性能最优。原位生成的 TiB2抑制了 B4C 陶瓷晶粒长大,消除了裂纹尖端应力,使裂纹产生偏转和分叉,对 B4C 陶瓷起到细晶强化和增韧作用。
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关 键 词: | 放电等离子体烧结 碳化硼 二硼化钛 力学强度 |
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