热压烧结制备BN-MgAlON复合材料及其力学性能研究

人工晶体学报, 2015, 44(8): 2290-2297.

热压烧结制备BN-MgAlON复合材料及其力学性能研究

刘然 ^1, , 张欣媛 ^2, , 王杏娟 ^3, , 高福 ^4, , 吕庆 ^5,

1.华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术重点实验室,唐山,063009

2.神雾集团江苏省冶金设计院有限公司,南京,210007

3.华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术重点实验室,唐山,063009

4.华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术重点实验室,唐山,063009

5.华北理工大学冶金与能源学院现代冶金技术重点实验室,唐山,063009

基金项目: 国家自然科学基金(50904022)

关键词：碳热还原氮化法 , 热压烧结 , BN-MgAlON复合材料 , 力学性能

Mechanical Properties of BN-MgAlON Composites Prepared by Hot-pressing Sintering

Keywords： carbothermal reduction and nitridation , hot-pressing sintering , BN-MgAlON composites , mechanical property

以BN-MgAlON复合粉体为原料,Y2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备了BN-MgAlON复合材料,用X射线衍射和扫描电镜对材料的物相组成和显微结构进行了表征,研究了烧结温度对材料的物相组成、烧结性能和力学性能的影响.结果表明,在1650～1750℃可制备出致密的BN-MgAlON复合材料.材料主要成分为MgAlON、Sialon、BN和CaYAl3O7,随烧结温度的提高,MgAlON的衍射峰逐渐增强.1750℃下所得材料结构均匀致密,材料中Al、Mg、O、N分布比较均匀.材料的抗弯强度、断裂韧性和显微硬度均随着烧结温度的升高而提高.1750℃下的材料性能最好,其体积密度为2.79 g·cm-3,显气孔率为0.3％,抗弯强度为283 MPa,断裂韧性为3.85 MPa·m1/2,硬度为15.33 GPa.并且1750cc,恒温1h条件下烧结的得到的BN-MgAlON复合材料的抗冲刷性和耐磨性均远远优于耐磨钢B-hard-450.

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