碳化硼陶瓷的制备工艺探析

王基峰

（郑州嵩山硼业科技有限公司，河南 郑州 452473）

碳化硼是一种特殊材料，具有抗化学侵蚀力强、热稳定性高、密度低、硬度大、熔点高等特点，常被应用于防弹、核能、军事、能源等领域。碳化硼是仅次于立方氮化硼和金刚石的一种超硬的材料，目前，将碳化硼材料应用于防弹方面的研究较多，多采用烧结法进行制备，但是对于碳化硼来说，其共价键占比较高，塑性不强，固定状态下的表面张力也不大，因此很难烧结，需要采取有效的方法进行制备。本研究针对碳化硼陶瓷的制备工艺展开叙述。

1 无压烧结

纯碳化硼（B4C）在进行无压烧结时致密化较为困难，其中，会对碳化硼陶瓷产生影响的关键性因素就有致密度和气孔缺陷两个方面。对于碳化硼陶瓷的致密度而言，能对其产生影响的重要指标是粉末粒度和烧结温度。研究表明，纯碳化硼在采用无压烧结制备工艺时，其致密化所需基本条件是，采用的超细粉末温度必须在2 250～2 350 ℃，而低氧含量的粒度必须≤3 μm。碳化硼的无压烧结制备工艺具有加工成本低、工艺简单、操作便捷的特点，且对烧结条件没有过高的要求，采用这种制备工艺可以生产一些形状复杂的产品，而且适用于工业化生产，能够生产大批量的工业化产品。无压烧结是碳化硼陶瓷采用最多的一种烧结技术，但是在应用此工艺时，由于烧结温度较高，容易使晶粒出现异常生长的现象，造成陶瓷制品的理化性能受到很大影响，难以有效控制整个烧结过程，导致产品具有很强的不稳定性能。……