碳化硼基复合陶瓷制备工艺与研究进展*

王继凯 茹红墙 张翠萍 岳新艳

(东北大学材料科学与工程学院 沈阳 110819)

前言

材料作为人类社会生存进步的重要物质基础，和人民的生产生活、国家的经济发展、以及国防领域都息息相关，新材料技术已经成为衡量一个国家的科技水平和工业发展的重要指标。随着现代科学技术的飞速发展，人类社会对材料的性能也提出了更高的要求，在一代代学者的努力下，已经研制出了多种新型材料。

碳化硼迄今为止已经有了近170年的发展历史，其原子结构近年来已被广泛研究，其主要的晶体结构是12个原子组成的二十面体和在二十面体上的连接的一个三原子链，该结构也被称为六角结构，碳原子和硼原子在六角结构上能互相取代，这也导致了碳化硼具有很多种同分异构体。由于碳化硼晶体结构的特殊性决定了其具有很多优异性能，比如熔点高、硬度高、密度低、热稳定性能好、耐磨损，抗化学腐蚀能力强和中子吸收能力强等，碳化硼陶瓷材料正日益彰显出广阔的发展应用前景。

图1 碳化硼的晶体结构

碳化硼陶瓷的制备工艺大致分为粉体制备、成形、烧结、后续加工处理等流程，其中粉体成形工艺以及烧结方法是十分关键的步骤，对成品的最终性能具有极大影响。而要获得高性能的陶瓷材料，素坯的优劣是先决条件，因此合理选择成形方法至关重要，主要有干压成形、凝胶注模成形以及等静压成形几种。笔者总结了碳化硼复合陶瓷的主要成形和烧结方法，并对其应用做出全面的综述。……