放电等离子烧结SiCBN复相陶瓷的制备及力学性能-硅酸盐学报.PDF

第 44 卷第 6 期 硅 酸 盐 学 报 Vol. 44 ，No. 6 2 0 1 6 年 6 月 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY June ，2016 DOI ：10.14062/j.issn.0454-5648.2016.06.14 放电等离子烧结SiC/BN 复相陶瓷的制备及力学性能 1,2 2 3 1 2 翟凤瑞 ，单 科 ，谢志鹏 ，孙加林 ，易中周 (1. 北京科技大学材料科学与工程学院，北京 100083 ；2. 红河学院理学院，云南 蒙自 661199 ； 3. 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084) 摘 要：以高纯h-BN 和 SiC 纳米粉体为原料、B2O3 为烧结助剂，利用放电等离子烧结技术(SPS)快速烧结制备了 h-BN–25%SiC 复相陶瓷。用 X 射线衍射和扫描电子显微镜对试样的物相组成和显微结构进行分析，研究了 h-BN–SiC 复相陶瓷的 SPS 低温 烧结行为及烧结温度对烧结试样的致密度、微观结构及力学性能的影响。结果表明：采用 SPS 烧结技术，在较低温度下即可 获得致密度较高的烧结样品，烧结温度的升高，促进了 h-BN 晶粒的方向性排列，提高了烧结样品的相对密度。随着烧结温 度的提高，晶粒尺寸增大，抗弯强度、断裂韧性和弹性模量增大，并具有相同的变化趋势。样品晶粒细小均匀，不同烧结温 度样品的断裂方式相同，主要为沿晶断裂，细小 SiC 颗粒的钉扎效应、晶粒拔出和裂纹偏转提高了复相陶瓷的断裂强度和断 裂韧性。在 1 600 ℃烧结所得试样的综合性能较好，其抗弯强度、断裂韧性和弹性模量分别为 289.2 MPa 、3.45 MPa·m1/2 和 150.9 GPa 。 关键词：六方氮化硼；碳化硅；放电等离子烧结；烧结行为；致密化；力学性能 中图分类号：TQ174.75 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2016)06–0868–06 网络出版时间： 网络出版地址： Preparation and Mechanical Properties of SiC/BN Multiphase Ceramics via Spark Plasma Sintering 1,2 2 3 1 2 ZHAI Fengrui , SHAN Ke , XIE Zhipeng , SUN Jialin , YI Zhongzhou (1. School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. College of Science, Honghe University, Mengzi 661199, Yunnan, China; 3. State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing, Tsinghua University, Beijing 100