可加工性BN/Al2O3陶瓷基复合材料的制备

摘要

利用气相化学反应, 以H3BO3和CO(NH2)2作为BN源, 将纳米BN包覆到Al2O3颗粒表面, 经热压烧结制备出高强韧可加工BN/Al2O3复合材料. 材料的三点弯曲强度随BN含量的增加而缓慢降低, BN体积分数为30% 时, 仍达到446MPa; 断裂韧性随BN含量的增加而得到显著改善, 较单相氧化铝陶瓷提高近一倍. BN体积分数大于20%时, 该复合材料可用WC钻头在普通台式钻床上钻孔, 在小的轴向压力(10N)下, 钻孔速率大于1mm/min, 钻孔边缘平整, 没有崩裂现象, 内壁光滑, 粗糙度RZ =(6±0.5)μm. SEM观察显示, 加工未带来明显的损伤. 材料优异的力学性能及可加工性源自于基质中均匀分布的细小h-BN的颗粒增韧机制及其易解理的层状结构特点.