新型振荡压力烧结工艺对高性能氮化硼陶瓷微观结构和性能的影响

作     者：韩耀 谢志鹏 李海燕 董衡 张冰清 HAN Yao;XIE Zhipeng;LI Haiyan;DONG Heng;ZHANG Bingqing

作者机构：航天特种材料及工艺技术研究所北京100074 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 中国建材检验认证集团股份有限公司北京100024 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2021年第49卷第12期

页      面：2549-2555页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(52002364、5167020125)资助 

主　　题：氮化硼 振荡压力烧结 力学性能 热导率 显微结构 

摘      要：采用新型振荡压力烧结工艺(OPS)制备了h-BN陶瓷,研究了振荡压力对h-BN陶瓷烧结致密化以及晶粒生长的影响,并结合致密度、微观结构及断裂可靠性等因素,对不同烧结工艺下的氮化硼陶瓷的晶粒定向程度以及力学和热学性能进行了探究。研究表明:与采用热压烧结工艺(HP)制备的氮化硼陶瓷相比,采用OPS工艺制备的陶瓷表面更为致密,断面的晶粒定向排列逐渐清晰,高比例平行排列的片状BN晶粒能有效提高BN陶瓷的致密化程度。OPS试样的硬度、断裂韧性以及抗弯强度最高分别达到了0.31 GPa、1.09 MPa·m^(1/2)和74.4 MPa,较相同烧结参数下的HP试样有了大幅提升。结合XRD谱计算出的晶粒定向排列数据可知,振荡压力的引入明显促进了氮化硼陶瓷的致密化烧结,断裂可靠性和热导率均获得了提高。