反应热压烧结Al₄SiC₄陶瓷的合成及力学性能

【作者】 黄小萧； 温广武； 宋亮； 雷廷权； 周玉；

【机构】 哈尔滨工业大学材料学院；

【摘要】 以铝粉、石墨粉和有机物聚碳硅烷（PCS）为原材料,采用预裂解及原位反应热压烧结的方法制备了Al₄SiC₄块体陶瓷。通过XRD、SEM、TEM及力学分析等测试手段对材料的结构及性能进行了分析研究。对原料预裂解粉的XRD分析结果表明:原料在预裂解后,反应产品主要为Al₄C₃和Si C的混合粉末。将预裂解后的Al₄C₃和SiC混合粉进行热压烧结,当烧结温度大于1106℃时,下述反应的反应吉布斯自由能小于零,反应开始发生:SiC+Al₄C₃→Al₄SiC₄（1）烧结产品经XRD分析表明最终物相主要为α-Al₄Si C₄相。Al₄Si C₄陶瓷的微观组织观察表明,Al₄SiC₄粒子形貌为板条状,在{0001}基面上分布有大量的层错。Al₄Si C₄陶瓷的室温弯曲强度、断裂韧性和维氏硬度分别为297.1±22MPa,3.98±0.05MPa·m1/2,10.6±1.8Gpa。更多还原