碳化硼颗粒级配对硅反应结合碳化硼复合材料结构与性能的影响

本研究探讨了碳化硼原料颗粒尺寸对反应结合碳化硼复合材料相组成、结构与性能的影响。研究结果表明:颗粒级配可以使粉体堆积更加密实,有效提高压制坯体的体积密度,最终降低复合材料中游离Si的含量;加入粗颗粒可减缓B_(4)C与Si的反应,减少SiC相的生成;当原料中粒径为3.5、14、28、45μm的B_(4)C粉体按质量比为1.5:4:1.5:3配比时,所制备的复合材料维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性和体积密度分别为(29±5)GPa、(320±32)MPa、(3.9±0.2)MPa·m^(1/2)和2.51 g/cm^(3)。在制备复合材料过程中减缓B_(4)C与Si反应速度、减少游离Si的含量和缩小Si区域尺寸是其性能升高的主要原因。

纳米SiC颗粒增强反应结合碳化硼陶瓷复合材料的研究

采用真空熔渗法,通过对B_4C-C素坯于1550℃渗Si,得到了较致密的反应结合碳化硼陶瓷复合材料。通过生成Si C纳米颗粒对材料进行强化,并探讨了纳米Si C颗粒对材料组织与性能的影响及其强韧化机理。实验表明,材料包括B_4C、Si、Si C和B_(12)(C,Si,B)_3四相。结果表明,选取酚醛树脂作为外加碳源,可在材料中成功引入细小的Si C纳米颗粒,使复合材料的抗折强度、断裂韧性和维氏硬度较以炭黑为外加碳源的材料,分别增加了35%、36%和15%,分别高达442 MPa、4.9 MPa·m^(1/2)和23 GPa。