中国粉体网讯 碳化硼（B4C）陶瓷是一种具有高熔点（2427℃）、低密度（2.52g·cm-3）和良好中子吸收性的共价键化合物。碳化硼陶瓷由于具有高硬度（维氏硬度为3770kg·mm-2），常被用作粗砂研磨材料和耐研磨构件；碳化硼半导体具有很高的高温塞贝克系数，也是一种很有前途的材料。因此，碳化硼陶瓷是一种很有前景的工程材料。
碳化硼陶瓷粉末的烧结方法主要有无压烧结、热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结等。反应烧结是一种活化烧结碳化硼的方法，能有效强化碳化硼的烧结过程，主要包括无压烧结和热压烧结。
无压烧结
纯的碳化硼无压烧结致密化困难，影响碳化硼陶瓷致密度的主要因素为烧结温度与粉末粒度。粉末越细、升温速率越快越有利于提高陶瓷的致密度。粉末的粒度越小，比表面积越大，烧结的驱动力越大；颗粒表面面积和烧结温度的增加可促进致密化烧结，产生较高的致密度(56%～71%)。
研究表明，纯碳化硼无压烧结致密化最主要的条件是采用≤3μm的超细粉末且低含氧量，温度范围在2250-2350℃。
无压烧结所需的主要设备是冷压压制机和烧结炉。碳化硼陶瓷无压烧结常用的成型方法有注浆成型、模压成型、凝胶注模成型、冷等静压成型等。
热压烧结
热压烧结是指将干燥、混合均匀的碳化硼粉料填充入高强石墨模具内，一边加热一边从单轴方向加压，是成型和烧结相结合的一种烧结方法。其优势之一是不需要单独的成型工艺。
碳化硼的无压烧结可制备形状复杂制品，但往往造成晶粒过度生长且含有3-7Vol.%的气孔率，因此材料的强度和韧性偏低(σf<300MPa，KIC≤3MPa·m1/2)。而采用热压烧结技术，可获得致密度更高和力学性能更好的碳化硼陶瓷。
通常热压烧结条件为：真空或惰性气氛压力20～40MPa，温度2200～2300℃，保温时间0.5～2h。
无压烧结和热压烧结的工艺特点比较
2019年8月27-28日由中国粉体网举办的“2019第二届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”上，东北大学教授茹红强将做《反应烧结碳化硼陶瓷复合材料组织与性能的调控》的报告，届时将会有更多关于反应烧结碳化硼陶瓷复合材料的讲解，期待您的到来！
专家简介
茹红强：教授，博士生导师，材料与冶金学院副院长，东北大学科学技术处副处长（兼）。主要研究方向：先进陶瓷材料，特种耐火材料，粉末冶金新材料。主持和参加了二十多项国家、省、部级攻关项目的研究工作，完成国家、省部级鉴定四项。目前主持科研项目6项，其中国家“863”高技术项目二项，国家自然科学基金项目一项，军工项目一项。首次成功合成高性能的Sialon/SiC复相材料，使这种优质材料低成本生产成为可能；开发研制的无压烧结碳化硅陶瓷材料和无压烧结碳化硼陶瓷材料，其材料性能已达到国际同类材料的先进水平。发表论文70多篇。兼任东北大学教育部材料先进制备技术工程研究中心常务副主任，中国硅酸盐学会特陶分会理事。教授课程《先进无机非金属材料》、《陶瓷材料学》、《无机材料物理化学》、《复合材料工艺与设备》、《粉体制备技术》。
参考来源：
宋艳艳.碳化硼陶瓷的无压烧结
聂丹.碳化硼陶瓷的制备工艺及其应用现状
杨亮亮.碳化硼陶瓷的烧结与应用新进展
（中国粉体网编辑整理/墨玉）
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