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六方氮化硼陶瓷的致密化

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1955年美国泰勒首次发表了用热压法烧结氮化硼的报告,从二十世纪六、七十年代以来国外就已经投入工业化生产;国内方面,福州大学教授李敏超对氮化硼陶瓷热压烧结工艺进行了系统的研究,从热压烧结...

1955年美国泰勒首次发表了用热压法烧结氮化硼的报告, 从二十世纪六、七十年代以来国外就已经投入工业化生产;国内方面,福州大学教授李敏超对氮化硼陶瓷热压烧结工艺进行了系统的研究,从热压烧结工艺中的晶体形态、热力学和动力学等角度进行分析,认为热压烧结致密化主要是塑性流动和原子扩散的作用,并在此理论上对氮化硼粉末性能和添加剂进行试验和测试来揭示其对烧结性能的影响。而陈广乐等[8] 进一步对热压烧结制备的高纯h-BN的致密性进行了研究,得到以下结论:① 在相同热压条件下,随着材料纯度提高,弯曲强度有下降的趋势,但致密化程度变化不大;② 较高压力下可以促进h-BN陶瓷的致密化程度。六方氮化硼是通过共价键难以烧结六边形,为了在较低的温度下,以合成六方氮化硼陶瓷,提高致密化的可烧结性,助剂通常加入在热烧结过程中,由于三氧化硼,三氧化二铝烧结,氧化钇,氮化硅,碳酸钙,氟化钙。

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例如,刘志国用少量氮化硼粉末混合的添加剂,六方晶氮化硼烧结体通过热压方法获得,三氧化二硼或发现对产品的性能不会有很大的影响。当有三氧化硼时,产物容易致密,但对水的稳定性差;当没有三氧化硼时,则相反。因此,用于相应的结合剂是在高温处理或特殊的气氛添加的原料应是合适的。叶乃清等通过在物料中加入第二相三氧化二铝与氧化钇,发现三氧化二铝能与氧化钇反应形成 Al5Y3O12和 YAlO3等钇铝氧化物,并且钇铝氧化物在高温条件下能够促进颗粒重排和物质的扩散迁移,进而促进陶瓷的致密化程度。虽然添加剂可以提高致密化程度,但后来发现它对使用性能有一定的负面影响,因此有人对合成工艺进行了改进,如 l。在没有烧结助剂的情况下,在氩气氛下进行热等静压,制备了密度为2.21g/cm3的高纯高密度六方氮化硼陶瓷,但其应用受到该方法成本高的限制..另外,由于单一 bn 材料过于“软” ,即使添加烧结助剂也不能充分利用 bn 的性能,目前对 h-bn 陶瓷的研究主要是添加第二相,采用 bn 等材料制备复合陶瓷,得到综合性能较高的复合陶瓷,应用范围较广。

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