原位反应合成AlN增强BN复合材料结构与性能研究

摘要

本文以铝(Al)和氮化硼(h-BN)为原料，采用真空原位反应法合成AlN增强体，研究了热处理温度、保温时间、反应原料比对反应产物的影响，物相分析结果表明：随着热处理温度的升高、保温时间的延长、Al/BN原料比值的增大，原位合成产物AlN含量增加。依据分析结果，结合AlB2的氮化温度，确定原位合成AlN工艺参数为：热处理温度为950℃，保温时间为2h。 采用热压及SPS(放电等离子烧结)两种方法制备AlN增强BN复合材料。研究不同烧结温度、反应原料配比等制备条件下的烧结过程特点。烧结体微观结构分析表明烧结温度的升高促进了烧结体的致密化，烧结体的密度随烧结温度的升高而增大；烧结体的密度随Al/BN反应原料配比减小而减小。烧结温度、反应原料配比等对原位合成AlN增强BN复合材料的性能有显著的影响。原料配比不变，提高烧结温度，烧结体的线膨胀系数减小，烧结体的硬度、抗弯强度值、断裂韧性值及热导率增大，而介电常数及介电损耗的减小。烧结温度不变时，Al/BN反应原料配比减小，烧结体的硬度、抗弯强度值、断裂韧性值及热导率减小。 采用热压法制备AlN增强BN复合材料，烧结温度1800℃、保温时间2h，Al/BN=1时，热导率为69.4w/m·k，介电常数为15.12；Al/BN减小至0.6时，介电常数为10.35。采用SPS方法制备AlN增强BN复合材料，当烧结温度1700℃、保温时间10min，Al/BN=1时，热导率为75w/m·k，介电常数为9.76；Al/BN减小至0.6时，介电常数为6.91。结果表明：采用SPS方法获得材料的热导率和介电性能均优于热压方法，

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章实验方案及方法

第3章AI-BN真空原位合成反应的研究

第4章SPS制备AIN增强BN复合材料

第5章HP制备AIN增强BN复合材料

第6章结 论

参考文献

致谢

作者在攻读硕士学位期间公开发表的学术论文