颗粒级配对固相烧结碳化硅陶瓷的影响

摘要

通过粗细碳化硅粉体的颗粒级配实现了致密固相烧结碳化硅(S-SiC)陶瓷的增强增韧,系统研究了粗粉(～4.6μm)加入量对烧结试样的致密化、微结构与力学特性的影响.结果表明:当粗粉加入量不超过75wt％时,可制备出相对密度≥98.3％的致密S-SiC陶瓷,烧结收缩率低至14.5％;引入的粗粉颗粒产生钉扎作用,显著抑制了S-SiC陶瓷中异常晶粒生长,形成细小的等轴晶粒,进而提高了S-SiC陶瓷的抗弯强度.同时,粗粉颗粒的引入导致S-SiC陶瓷的断裂方式由穿晶断裂转变为穿晶-沿晶复合断裂,使得S-SiC陶瓷的断裂韧性增强.对于粗粉引入量为65wt％的S-SiC陶瓷,抗弯强度与断裂韧性分别为(440±35)MPa与(4.92±0.24)MPa·m1/2,相比于未添加粗粉的S-SiC陶瓷,分别提升了14.0％与17.1％.