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氮化硼陶瓷的低温热压烧结及其性能研究

翟凤瑞  单科  李楠  易中周  卢敏  谢志鹏  
【摘要】:以高纯六方氮化硼(h-BN)粉体为原料,添加少量的B_2O_3为烧结助剂,在较低的烧结温度下(1350~1450℃)采用热压烧结方法制备了氮化硼陶瓷材料样品,研究了烧结温度和烧结压力分别对氮化硼陶瓷的致密化、力学性能及微观结构的影响。结果表明:在较低的烧结温度范围,提高烧结温度和增大烧结压力能够明显提高氮化硼陶瓷的致密度和抗弯强度,但断裂韧性增加幅度较小。在1450℃、30MPa烧结条件下制备的氮化硼陶瓷综合性能较佳,其相对密度、抗弯强度和断裂韧性分别达到了约96%、90 MPa和2.76 MPa·m~(1/2)。SEM分析结果表明,在低温下热压烧结能够获得晶粒均匀细小的氮化硼陶瓷,且随烧结温度的提高晶粒尺寸增大较小,而较大的断裂韧性值就是受晶粒尺寸的影响所致,并且细小的片状颗粒有利于颗粒的移动,能够促进氮化硼陶瓷的烧结致密化。

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