蔺锡柱，杨华亮，冯斌

（佛山市陶瓷研究所股份有限公司，佛山　528031）



生产与应用

ZrB2-SiC复相陶瓷的制备及其力学性能研究

蔺锡柱，杨华亮，冯斌

（佛山市陶瓷研究所股份有限公司，佛山528031）

本文以ZrB2和SiC粉为原料，采用Si3N4球为球磨介质，通过等静压成型及无压烧结制备了ZrB2-SiC复相陶瓷，并对ZrB2-SiC复相陶瓷进行了体积密度、力学性能检测和微观结构分析。结果表明：随着ZrB2球磨时间的增加，ZrB2颗粒粒径逐渐减小，复相陶瓷的体积密度逐渐增加；随着SiC含量的增加，复相陶瓷体积密度先增加后略有降低。ZrB2最佳球磨时间为6 h，SiC最佳含量为20 vol%。ZrB2-SiC 20 vol%复相陶瓷体积密度达到4.98 g/cm3，抗弯强度达到331 MPa，断裂韧性达到6.8 MPa/m2。

ZrB2-SiC；体积密度；力学性能；球磨时间

1　前言

二硼化锆（zirconium diboride，ZrB2）作为21世纪高温领域基础材料之一，是一种重要的特种陶瓷材料，是超高温陶瓷材料中的典型材料。ZrB2陶瓷因为具有高熔点、高强度、高硬度、导电导热性好、良好的阻燃性、耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性、捕集中子［1］等特点，而在高温结构陶瓷材料［2］、复合材料［3-4］、电极材料［5］、薄膜材料［6］、耐火材料［7］、核控制材料等领域中得到广泛开发和应用［8］。

目前，对于ZrB2基超高温陶瓷的烧结，普遍采用热压烧结（HP）［9-11］的方式进行制备。近期又发展了反应烧结（RHP）［12-14］和放电等离子烧结（SPS）［15-17］等制备方法。但是以上烧结方式都采用了热压辅助，仅能制备尺寸较小、形状简单的制品，并且材料烧结后很难进行后续加工，且加工成本十分昂贵。大量研究证实，原料的粒径大小和烧结助剂的添加明显影响材料的烧结致密化［18-19］。……