SPS反应烧结HfB2复合材料的制备和性能  被引量:2

Preparation of HfB2-ZrSi2-SiC Composites by Reactive Spark Plasma Sintering and Its Properties

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作  者:马世晨 赵笑统[1] 邵刚[1] 王海龙[1] 许红亮[1] 卢红霞[1] 范冰冰[1] 张锐[2] Ma Shichen;Zhao Xiaotong;Shao Gang;Wang Hailong;Xu Hongliang;Lu Hongxia;Fan Bingbing;Zhang Rui(Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China;Zhengzhou University of Aeronautics,Zhengzhou 450046,China)

机构地区:[1]郑州大学,河南郑州450001 [2]郑州航空工业管理学院,河南郑州450046

出  处:《稀有金属材料与工程》2020年第2期550-554,共5页Rare Metal Materials and Engineering

基  金:国家自然科学基金(51772275);河南省高校科技创新人才基金(15HASTIT009);中国博士后科学基金(2016T90677,2014M561997)。

摘  要:针对HfB2陶瓷材料难烧结和韧性差等问题,选择ZrC粉、Si粉和C粉为烧结助剂,借助ZrC-Si-C间的原位反应生成ZrSi2和SiC,促进HfB2陶瓷的烧结,并提高HfB2陶瓷的综合力学性能。结果表明,HfB2与烧结助剂的混合粉体经放电等离子烧结(SPS)在1600℃保温10 min和40 MPa的压力条件下制备出相对密度为96.6 1%的HfB2-ZrSi2-SiC复合材料,所制样品的硬度、抗弯强度和断裂韧性均随着烧结助剂ZrC-Si-C含量的增加呈现先上升后降低的趋势。当ZrC-Si-C添加量为10%时所制备样品的综合力学性能最好,其硬度值为26.80±1.2 GPa、抗弯强度为504±40 MPa、断裂韧性值为4.66±0.21 MPa·m1/2。ZrC,Si and C powders were used as the sintering aids to enhance the densification and the mechanical properties of HfB2,using the in-situ reaction between ZrC-Si-C at sintering temperature.The result shows dense HfB2-ZrSi2-SiC ceramic composites are fabricated by reactive spark plasma sintering at 1600℃ for 10 min under a pressure of 40 MPa.With increasing the amount of ZrC-Si-C,the Vickers hardness,the flexural strength and fracture toughness of the sintered samples increase first,and then decrease.HfB2-10 wt% ZrC-Si-C composite shows the best comprehensive mechanical properties.The Vickers hardness,flexural strength and fracture toughness of HfB2-10% ZrC-Si-C composites are 26.80±1.2 GPa,504±40 MPa and 4.66±0.21 MPa·m1/2,respectively.

关 键 词:二硼化铪 放电等离子烧结 原位反应 力学性能 

分 类 号:TQ174.758.2[化学工程—陶瓷工业]

 

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