SiC添加量对BN-ZrO₂-SiC复相陶瓷结构与力学性能的影响

【作者】 翟凤瑞； 单科； 谢志鹏； 卢敏； 易中周；

【机构】 红河学院理学院； 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室；

【摘要】 以h-BN、ZrO₂、SiC粉体为原料,添加8%的A2O3-Y2O3为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术快速制备了BN-ZrO₂-SiC复相陶瓷,研究了纳米SiC颗粒添加量对BN-ZrO₂-SiC复相陶瓷的致密化、结构及力学性能的影响。结果表明:相对密度的变化趋势很好的揭示了SiC含量对h-BN-ZrO₂-SiC复相陶瓷烧结行为的影响,随着SiC添加量的增大,烧结样品的抗弯强度、断裂韧性和弹性模量均呈增加的趋势,特别是弹性模量的增加趋势比较明显。分析其原因主要是由于h-BN和ZrO₂热膨胀系数差异较大,易形成微裂纹,ZrO₂含量越大裂纹就越多。此外,一般在SiC表面存在SiO₂氧化层,SiC添加量越多SiO₂含量就越大,而SiO₂的存在能够在烧结中形成玻璃相促进烧结,提高致密度和力学性能。结构分析表明h-BN片状晶粒能有效抑制第二相晶粒的长大,而被片状h-BN晶粒包裹的ZrO₂和SiC颗粒则在裂纹扩展时起到钉扎的作用,改变裂纹的扩展方向,提高断裂韧性。更多还原