基于非均匀成核法制备ZrB_2/B_4C陶瓷复合材料

以ZrOCl2·8H2O和B4C为主要原料,采用非均匀成核法、原位生成和无压烧结技术制备出ZrB2/B4C陶瓷复合材料。重点探讨了烧结温度对ZrB2/B4C陶瓷复合材料组织结构和性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,ZrB2/B4C陶瓷复合材料的密度和硬度均为先升高后降低。材料的最佳烧结温度为2060℃,烧结时间为0.5h。在最佳烧结工艺条件下,ZrB2/B4C陶瓷复合材料的相对密度、硬度和断裂韧性分别为96%T.D,42.3GPa和4.7MPa·m1/2。

B_4C-ZrB_2-Al复合材料的真空熔渗法制备与性能分析

通过在B4C-ZrB2多孔预烧体中真空熔渗Al制备了B4C-ZrB2-Al复合材料,研究了该复合材料的物相组成和力学性能.结果表明:ZrB2的生成量影响B4C-ZrB2-Al复合材料的物相组成;随着ZrB2生成量的增加,复合材料的硬度先增大后降低,抗折强度和断裂韧性先降低后增大;延性Al的渗入是造成材料断裂韧性提高的主要原因.当ZrB2生成量为35%(质量分数)时,复合材料主要由B4C,ZrB2和Al组成,其气孔率、硬度HRA、抗折强度和断裂韧性分别为1.06%,82.2,521.5MPa和8.6MPa.m1/2.观察材料断口形貌可见较多的韧窝和金属撕裂棱,表明其断裂行为主要为沿晶和穿晶混合断裂.

B_4C还原法制备ZrB_2及其高温导电性研究

简要对比了几种制备ZrB_2的碳/硼热还原法,其中B_4C还原法原料简单、成本低廉、产物杂质易除,更容易制备高纯ZrB_2。在B4C还原法的基础上研究了不同反应摩尔比和不同合成温度对产物ZrB_2纯度的影响。研究表明,当B_4C与ZrO_2反应摩尔比为0.77、合成温度为1700℃时,可获得几乎无ZrO_2和B_2O_3杂质的高纯ZrB_2。最后,研究了不同反应摩尔比对ZrB_2的高温电导率的影响,结果表明,随ZrB_2纯度的增高,其电导率总体呈增大的趋势。

ZrB_2-B_4C复相陶瓷的SPS烧结过程研究

采用碳化硼还原法,利用SPS烧结技术烧结制备了ZrB2-B4C复相陶瓷。采用热力学计算、示差扫描量热分析,结合不同温度下产物的物相分析,探讨了两个体系的SPS反应过程;对烧结过程中样品收缩数据进行分析,探讨了ZrB2-B4C体系的烧结机理。结果表明,原位制备ZrB2-B4C复相陶瓷过程中,反应温度与热力学理论计算的结果基本一致;在烧结初期收缩符合粘性流动传质方程,其烧结是表面熔融烧结机制。

ZrB_2/B_4C陶瓷复合材料的计算机物相分析

通过X射线衍射分析,并结合使用Powder4和Material Studio中的Powder Index程序模块计算了原位烧结ZrB2／B4C陶瓷复合材料中ZrB2的晶体结构。确定了原位反应生成的发生了晶格畸变以后的ZrB2属P6／mmm空间群,然后通过多次里德瓦尔(Rietveld)精修得到的ZrB2晶格常数,最后得到原位生成的ZrB2晶体的原子位置。结果表明ZrB2原子占位为B:-0.33023 0.32535-0.48309 0.00000;Zr-1.00091 -0.00076 0.00035 0.00000,并且晶格常数中a值发生了-0.03％,b值发生了0.2％,c值发生了0.1％晶格畸变。

热压烧结ZrB_/B_4C陶瓷材料的组织与性能

以B_4C、C、ZrO_2为主要原料,采用反应热压法制备ZrB_2/B_4C陶瓷材料。通过对ZrB_2/B_4C陶瓷材料的显微组织及力学性能的综合分析,发现第二相ZrB_2含量为20 wt%时,材料具有较好的综合力学性能,相对密度为99.3%,维氏硬度为36.1 GPa,抗弯强度为533.3 MPa,断裂韧性为6 95 MPa·m^(1/2),比纯B_4C陶瓷材料的性能均有所提高。材料为穿晶和沿晶断裂的混合断裂模式。