BN-莫來石復相陶瓷的反應制備與性能.pdf

1、本文采用原位反應的方法分別以Si3N4、9Al2O3·2B2O3、2Al2O3·B2O3和Si3N4、2Al2O3·B2O3、Al2O3為原料，熱壓制備了具有良好可加工性能的BN/莫來石復相陶瓷，研究了該復相陶瓷的制備工藝、組織結構、力學性能并對原料硼酸鋁的制備工藝進行了初步探索。
　　以Al(OH)3和H3BO3為原料，按照2∶1和9∶2的摩爾比配料，在900℃下反應燒結制備硼酸鋁。XRD結果顯示在此燒結溫度下，均能生成較為純凈

2、的2Al2O3·B2O3和9Al2O3·2B2O3。
　　以Si3N4、9Al2O3·2B2O3、2Al2O3·B2O3和Si3N4、2Al2O3·B2O3、Al2O3為原料在1600～1800℃下熱壓燒結制備了BN/莫來石復相陶瓷。以上兩種原料制備的復相陶瓷的力學性能和微觀組織均沒有明顯差別。但與純莫來石陶瓷相比，該復相陶瓷在強度不受弱相 BN影響的同時，韌性、硬度和彈性模量得到明顯改善，提高了其可加工性。抗彎強度和維氏硬度均隨

3、燒結溫度的提高而增大，在1800℃下可達334.9MPa和8.16GPa。斷裂韌性在燒結溫度為1700℃時達到了3.17MPa·m1/2，是純莫來石陶瓷的2倍，這種增韌現(xiàn)象主要是由于層片狀 BN導致裂紋偏轉，消耗了斷裂能。由于引入了彈性模量較低的BN，復相陶瓷的彈性模量有了大幅度下降。1800℃下燒結的復相陶瓷，BN和莫來石晶粒均充分生長。TEM觀察發(fā)現(xiàn)，莫來石晶粒尺寸為10μm～2μm；層片狀的BN長度為200nm～800nm，厚度約