B4C陶瓷中原位生成TiB2及其对力学性能的强化机制

作者：姚万凯 鄢俊兵 李享成 陈平安 朱颖丽 朱伯铨

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

关键词：放电等离子体烧结  碳化硼  二硼化钛  力学强度

分类号：

出版年,卷(期):页码：2022,50(9):-

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20220291

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。

基金项目：

湖北省重点研发计划(2020BAA028)； 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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参考文献：

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