周梓良

摘 要：采用放电等离子烧结技术制备了相对密度高达99.65%的碳化硼陶瓷，研究了保温时间对碳化硼陶瓷致密化的影响。对样品进行了密度测试、X射线衍射（XRD）分析和扫描电子显微镜（SEM）测试。结果发现延长保温时间有利于排出样品中的孔隙和部分区域的优先致密，但是不会影响碳化硼的物相组成。

关键词：保温时间;碳化硼;致密度;放电等离子烧结

1 绪论

碳化硼（B4C）具有高熔点、高硬度、低密度、优秀的化学稳定性和良好的中子吸收性能，广泛应用于装甲材料、耐火材料和防辐射材料等领域。[1，2]但是，由于碳化硼分子内具有强的共价键，导致其本身自扩散系数较低，极难烧结致密。放电等离子烧结（SPS）技术能够在加热的过程中给样品粉末施加一定的压力，极大地促进了陶瓷粉末的致密度，是进行碳化硼陶瓷致密化的首选。烧结温度、施加压力、升温速率和保温时间是放电等离子烧结的四个重要工艺参数。大多数研究者将目光集中在烧结温度和施加压力对碳化硼陶瓷致密度的积极影响，而忽视了保温时间的作用。本文中，将采用放电等离子烧结技术进行碳化硼粉末的致密化工作，研究保温时间对碳化硼陶瓷致密化的影响。

2 实验过程

采用上海超威纳米科技有限公司提供的碳化硼粉作为原料。首先，将碳化硼粉与氧化锆磨球以1：6的质量比放入尼龙球磨罐中，利用球磨机（QM-3SP2型，南京大学仪器厂）对碳化硼粉进行预处理，以提高碳化硼颗粒尺寸的均匀性，从而提高样品的烧結性能。……