碳化硼颗粒级配对SiC/B4C复合材料组织与性能的影响

摘要

基于反应烧结SiC,经1350°C,60 min真空渗Si制备出相对密度较好的SiC/B4C复合材料,并探讨了碳化硼颗粒级配对SiC/B4C复合材料物相、显微组织、密度和力学性能的影响.结果表明,复合材料的相组成为B11.15C2.85、B12.97Si0.03C2、 SiC和Si;通过碳化硼颗粒级配,残留Si的量可控制在10％(体积分数)以下;大粒径的B4C颗粒与Si反应形成了核-壳结构,壳层区域的Si含量较高.正交实验结果表明:当B4C的粗颗粒(300 μm):中颗粒(39 μm):细颗粒(4.3μm)的质量比为6∶3∶4时,可制得综合性能较佳的Si/B4C复合材料,其体积密度、开口气孔率、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.58 g/cm3、0.99％、25 GPa、196 MPa和4.7 MPa·m1/2.