粉末粒径对热压烧结碳化硼致密化及力学性能的影响

摘要

采用平均粒径分别为3.5 μm、1.5 μm和200 nm的碳化硼粉体为原料经1850℃热压烧结制备了碳化硼陶瓷,研究了粉体粒径对陶瓷烧结致密化过程及其性能的影响.根据保温时间对线收缩率的影响及热压初期的塑性流动机理,得出了不同粉体间烧结初期的激活能差.结果表明:在相同工艺条件下,随着粉体平均粒径的减小,粉体的扩散激活能降低,致密化初始温度降低,而且完成塑性流动所需时间也会明显缩短,致密化速率加快,致密度增大;碳化硼陶瓷的显微结构与力学性能亦随着粉体粒径的减小而改善;1850℃保温1h后,平均粒径为200 nm的粉体制备的碳化硼陶瓷相对密度可达90.5％,硬度为(17±1.8) GPa.