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第２７卷第２期航空材料学报Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．２

２００７年４月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳＡｐｒｉｌ２００７

ＳＨＳ法制备硼化物陶瓷粉体的表征分析

于志强，杨振国

（复旦大学材料科学系，上海２００４３３）

摘要：采用自蔓延高温还原合成方法制备ＴｉＢ，ＴｉＢ－Ａ１Ｏ，和ＺｒＢ－Ａ１Ｏ陶瓷粉末。利用ＸＲＤ，ＸＰＳ，ＳＥＭ以及

ＴＥＭ等分析测试手段对合成粉末进行表征和分析。结果表明，ＴｉＢ，ＺｒＢ和Ａ１Ｏ分别以主晶相的形式存在于所

合成的各自粉体之中。相比之下，ＴｉＢ单相陶瓷粉末颗粒分布较宽。由于自蔓延高温合成（ＳＨＳ）温度很高，部分

颗粒形成团聚，宏观上使颗粒的平均粒径变大（＞５ｐ，ｍ）；而ＴｉＢ一Ａ１Ｏ，和ＺｒＢ一Ａ１Ｏ，复合陶瓷粉末，因合成过程中

Ａ１Ｏ，的形成，使得颗粒粒度分布明显变窄，分布均匀，颗粒尺寸也相应减小。分析认为这主要与复合粉末合成过

程中，不同颗粒间形成良好结合的界面有关。

关键词：硼化物；陶瓷粉末；自蔓延高温还原合成；组织；表征

中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号２００７）０２－００６２－０６

硼化物陶瓷是一类具有特殊物理性能与化学性物，成本低廉等特点，是近年来合成难熔硼化物

能的陶瓷。由于它具有极高的熔点，高的化学稳定系陶瓷材料常有效的重要方法。有关利用自蔓延高

性，高的硬度和优异的耐磨性而被作为硬质工具材温合成方法制备硼化物及其复合材料的研究已有报

料、磨料、合金添加剂及耐磨部件，以此得到广泛的道，’其中大部分都集中在陶瓷制品的组织和性

研究。同时这类材料又具有优良的电性能，因而作能的研究上。本工作主要侧重于硼化物陶瓷粉体的

为惰性电极材料及高温电工材料而引人注目。近几研究，具体利用自蔓延高温还原合成技术，采用价格

十年来，世界各国都在加紧研究开发硼化物陶瓷及低廉又易于得到的天然矿物，用活泼金属还原手段，

其复合材料…。制备ＴｉＢ，ＴｉＢ２－ＡＩＯ，和ＺｒＢ２－ＡＩＯ，陶瓷粉末。通

在硼化物陶瓷材料中，ＴｉＢ和ＺｒＢ及其复合材过对ＴｉＢ单相粉末与复合粉末以及ＴｉＢ和ＺｒＢ不

料因性能特别优异而被作为最有希望得到广泛应用同硼化物分别与ＡＩＯ，组成的复合粉末的宏观、微

的硼化物陶瓷“。但由于该类材料熔点高，制备观组织分析，了解通过ＳＨＳ方法合成的硼化物及其

困难，因此制备高纯度、低成本、可大规模工业化生复合材料的特点，为材料的进一步成型加工奠定一

产硼化物陶瓷的技术一直是各国重点研究的课题。定的基础。

目前，制备硼化物系陶瓷粉末的主要方法有熔融电

解法、碳热还原法、气相沉积法、等离子合成法和自１实验

蔓延高温合成法等…。

自蔓延高温合成（ＳＨＳ）又称燃烧合成，是近二１．１实验原料

十年来发展非常迅速的制备材料的新技术。它是利ＴｉＢ２，ＴｉＢ２－ＡＩ２Ｏ３和ＺｒＢ２－ＡＩ２Ｏ３陶瓷粉体分别

用化学反应自身生成的热维持材料的合成。当化学采用Ｂ２Ｏ３－ＴｉＯ２－Ｍｇ，Ｂ２Ｏ３一ＴｉＯ２一ＡＩ和Ｂ２Ｏ３－ＺｒＯ