黄安琪,朱时珍,刘 玲,马 壮,高丽红
(北京理工大学材料学院,冲击环境材料技术国家级重点实验室,北京 100081)
摘 要: 本文以SiC为基体,TiB2为第二相,YAG为液相助烧剂,通过等离子放电烧结(SPS)工艺,在1700 ℃、50 MPa条件下制备不同成分的SiC-TiB2复相陶瓷材料,采用XRD、SEM、TEM、EDS对试样的物相和显微结构进行了分析,结合弯曲强度、硬度及断裂韧性等力学性能的表征对其结构和性能进行了研究。研究发现,SPS烧结制备的SiC-TiB2陶瓷晶粒细小均匀,SiC平均粒径约为1 μm。TiB2的加入对于复合陶瓷的致密烧结起到了阻碍作用。由于TiB2原始粉末表面少量的氧化物TiB2同SiC的反应,从而引入了TiC;由于大颗粒的TiB2的切削作用,粉料在球磨过程中引入磨球的成分YSZ。TiB2的加入促使液相助烧剂更倾向于以非晶的形式存在,从而改变了晶粒间的结合形态,提高了晶间结合强度,进一步提高断裂韧性。SiC-TiB2复相陶瓷材料的弯曲强度和断裂韧性随TiB2含量的增加先增加后减小,在TiB2含量为15%时弯曲强度和断裂韧性达到最大值,分别为662 MPa和8.84 MPa •m1/2。
关键词:SiC-TiB2;SPS;弯曲强度;断裂韧性