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Updated: Jan 13, 2026
08:43
Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components
Published on: January 11, 2019
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通过现场反应制备的B4C-HfB2-SiC陶复合材料的微观结构和机械性能
Langxiang Zhong1,2, Qiang Liu1, Chengmin Chen1
1School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|January 10, 2026
概括
碳化物-哈夫二化物-碳化物 (B4C-HfB2-SiC) 复合材料是使用火花等离子烧结制造的. 添加氧化 (HfSi2) 显著改善密度和机械性能,即使在高温下.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程
- 先进的复合材料先进的复合材料
背景情况:
- 碳化物 (B4C) 陶表现出极好的硬度,但经常遭受破裂性差,高温性能有限.
- 开发先进的陶复合材料对于高温结构应用至关重要.
研究的目的:
- 通过现场反应制造B4C-HfB2-SiC (BCHS) 陶复合材料.
- 研究烧结温度和HfSi2含量对BCHS复合材料密度,微观结构和机械性能的影响.
- 为了评估制造的复合材料的高温机械性能.
主要方法:
- 用火花等离子烧结 (SPS) 来进行B4C和HfSi2粉末BCHS复合物的现场反应合成.
- 系统地研究了变化的HfSi2含量 (15-30体积%) 和在50MPa的烧结温度 (1600-1750°C) 的影响.
- 测量了机械性能,包括维克尔硬度,断裂性和在室内和高温 (高达800°C) 的曲强度.
主要成果:
- 在1600-1750°C范围内,BCHS复合材料的理论密度超过98%,HfSi2含量为15-30%体积.
- 在1650°C和25体积%HfSi2下观察到最佳性能,维克尔硬度为31.3GPa,断裂度为5.6MPa·m1/2,室温屈曲强度为573.9MPa.
- 屈曲强度在升高的温度下仍然很高,在高达800°C的温度下记录了大约500-580MPa的值.
结论:
- 密集的B4C-HfB2-SiC陶复合材料可以使用火花等离子烧结成功制造.
- 添加HfSi2作为烧结添加剂显著提高了B4C陶的密度和机械性能.
- 由此产生的BCHS复合材料表现出优异的高温机械稳定性,使其对苛刻的应用具有前景.
