碳化硼-铝复合材料注凝成型研究
碳化硼是一种重要的特种陶瓷材料，具有低密度(2.52g/cm3)、高熔点(2450℃)等优异的物理化学性能。但由于其烧结温度过高、难以致密化及韧性低等缺点，限制了它的应用。铝是一种具有低密度、高韧性和低熔点的金属材料。而碳化硼-铝复合材料具有低密度、高的韧性并己得到广泛的应用。注凝成型是一种将胶体化学、陶瓷制备技术及高分子化学结合的原位成型方法，它主要是利用陶瓷浆料中有机单体在一定条件下发生聚合反应，使陶瓷浆料固化成型。它可用于制备形状复杂、高均匀性以及高可靠性的陶瓷材料。
本文采用注凝成型工艺制备碳化硼.铝复合材料，研究了溶剂、分散剂种类及其含量、固相含量、B4C-Al之间的配比和有机单体对浆料粘度的影响，制备出了高固相含量和低粘度浆料；研究了有机单体之间配比、引发剂的用量、B4C-Al之间的配比、不同的固相含量和真空处理对素坯抗弯强度的影响，制备出了高强度、微观结构均匀的素坯；研究了素坯的干燥和烧结。主要研究结果如下：
(1)以有机溶剂正丁醇和正辛醇作为分散介质，以CH-10S和Tilo-20100作为分散剂来分散碳化硼.铝复合粉体时，都取得良好的分散效果，浆料的粘度均在1000mPas以下，浆料的固相含量可达55vol％能够满足注凝成型的要求。
(2)随着引发剂加入量的增加，浆料的聚合时间迅速缩短；当引发剂的用量占总浆料的3vol％和TMPTA/(TMPTA+HDODA)为10时；素坯的抗弯强度最高；浆料固相含量越高，素坯的抗弯强度越高，其体积密度也越高；真空脱气处理可以有效提高素坯的抗弯强度；素坯的断口显微形貌表明颗粒堆积致密，而且颗粒均匀分散，颗粒与颗粒之间以聚合物网络连接。
(3)素坯掩埋于松散的碳化硼粉中，150℃干燥5小时，该方法干燥素坯不仅能够完全除去素坯中的有机溶剂，还可以防止素坯的开裂和变形。干燥的素坯经1300℃保温1h得到复合材料的烧结体，SEM观察发现烧结体结构均匀，但是还有一些气孔。经XRD发现，在烧结体中主要物相为B4C、Al4C3和Al3BC.
碳化硼;复合材料;铝;注凝成型
中国海洋大学
硕士
材料物理与化学
黄翔
2008
中文
TQ174.758.2
53
2008-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）