烧结温度对SIC/B4C复相陶瓷的影响

材料设计中选用Al2O3/Er2O3的物质的量比例接近80 :20,采用国产微米级SIC粉体,粉体颗粒直径D50 =1.5um。选择Al2O3/Er2O3粉作为烧结助剂,其纯度大于99.5% ,助剂质量分数为10% ,其中Al2O3/Er2O3物质的量比为5:3。B4C加入的质量分数为10%。将烧结助剂和siC粉体湿法混合,经干燥、过筛处理待用。采用热压烧结法制备成厚为10mm,直径为40mm的圆饼状块体材 料。工艺参数是烧结1h,Ar作为保护气体烧结气压为0.04 ~0. 06MPa,设置烧结 温度为1800C、1835C、1875C、1900C和1935C.不同烧结温度下SiC/B,C复相陶瓷组分的XRD图谱。在这五种材料中,B4C/SiC复相陶瓷材料 的主晶相为SiC、B4C Er2O3和Er:Al5O12相,但没有检测到Al,O3相的痕迹。部分

在烧结过程中形成气相挥发掉,部分Al2O3参与反应生成了Er3Al5O12相。 原料中 不存在Er3Al5O12相,这说明在烧结过程中Al,O3 和Er3Al5O12反应生成Er,Al,O。相。随着烧结温度升高B4C衍射峰减弱,B4C相有所降低原因是部分B4C参与反应形成低共熔相,分布在陶瓷颗粒边界处,Al2O3/Er2O3,助剂系统能促进B,CsSC复相陶瓷的致密化。

在不同烧结温度下SIC/B4C复相陶瓷的微观结构。当烧结温在1800C-1900C范围内变化时,其SiC颗粒的尺寸变化不明显, 说明通过控制外加助剂的含量和制造工艺能够实现SIC/B4C复相陶瓷的致密化, 在烧结时间短和烧结助剂较低的情况下, 烧结温度对SIC/B4C复相陶瓷的微观结构影响不大。

其次,烧结温度与siC陶瓷相对密度的关系曲线。随着烧结温度升高,其相对密度呈现出先增加后降低的趋势。当温度低于1800时,Sic陶瓷的相对密度较低。当温度达到1900C时,SiC陶瓷的相对密度最大。在烧结过程中,ALO、Er,O3和B,C形成低熔点相Al-Er-B-C-0将促进烧结过程进行。尤其是当烧结温度达到1900C时,晶界相Al-Er-B-C-0能充分润湿SiC陶瓷颗粒,促进材料的致密化。当烧结温度低于1800C时,其相对密度低于88%;当烧结温度达到1900C时,其体积收缩率仅为96%。由此判断,在Al2O3/ErO3体系的SiC/B,C 复相陶瓷中,当助剂的质量分数保持恒定时(小于10%),在一-定 范围内变化烧结温度时对SiC/B,C复相陶瓷的致密化程度影响较大。

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编辑:Frank Lee

版权:SIMUWU 真空炉

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