氮化硼基电器用导电陶瓷的制备及性能研究-方振龙

《》201594418，。2090，，[1-3]。，，、[4-5]。Al2O3、SiC、BeOAlN，、，MCM[6-7]。，，，，[6-8]。(h-BN)，。TiB2，，TiB2，TiB2，[9-10]。h-BNTiB2，，[11-12]。，h-BNTiB2，。、、，。15μmh-BN(BN)，1μmTiB2，1μmY2O3，2μmAlN1μmSi3N4，。A，1，，h-BNTiB23∶1，Y2O3、AlNSi3N41∶4∶4。。，，，120℃。，(,130033)：h-BNTiB2，Y2O3、AlNSi3N4，，、、。，h-BN48wt%，TiB216wt%，Y2O34wt%，AlN16wt%，Si3N416wt%，，2.69g·cm-3，139.5MPa，199.7kgf/mm2，595μΩ·cm。：h-BN；TiB2；；；DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.2015.18.032：TB33;TP211：A：1001-3814(2015)18-0111-04StudyonPreparationandPropertiesofBoronNitrideBasedConductiveCeramicFANGZhenlong(ChangchunVocationalInstituteofTechnology,Changchun130033,China)Abstract：Boronnitridebasedconductiveceramicwasfabricatedwithhot-pressingsinteringtechniquebyusingmicroh-BNandTiB2asmainmaterialandY2O3,AlNandSi3N4asadditives.Thepropertiesofbulkdensity,flexuralstrength,hardnessandconductivepropertyweretested.Theresultsshowthatwhenthecontentofmicroh-BNis48wt%,TiB2is16wt%,Y2O3is4wt%,AlNis16wt%andSi3N4is16wt%,thepreparedboronnitridebasedmaterialcanachievethebestproperties.Thebulkdensity,flexuralstrength,hardnessandconductivepropertyofboronnitridebasedconductiveceramicis2.69g·cm-3,139.5MPa,199.7kgf/mm2and595μΩ·cm,respectively.Keywords：microh-BN;microTiB2;grainboundaryphase;hot-pressingsintering;conductiveproperties:2014-09-05:(SZJ2014079):(1976-),,,,;E-mail:[e-mail]111HotWorkingTechnology2015,Vol.44,No.181BN(，%)Tab.1Contentsofboronnitridebasedconductiveceramic(wt%)h-BNTiB2Y2O3AlNSi3N4A160.0020.002.228.898.89100A254.0018.003.1112.4412.44100A348.0016.004.0016.0016.00100A442.0014.004.8919.5619.561001725～1850℃，25℃，25MPa，30min。。3mm×4mm×30mm，MKM-4100，，30mm，0.5mm/min。HV-120，50N，10s。RM-5。22.11。，。，，A11725℃2.57g·cm-31825℃2.66g·cm-3，1850℃2.64g·cm-3；A21725℃2.58g·cm-31800℃2.67g.cm-3，1850℃2.64g·cm-3；A31725℃2.59g·cm-31800℃2.69g.cm-3，1850℃2.66g·cm-3；A41725℃2.62g·cm-31775℃2.64g·cm-3，1850℃2.60g·cm-3。1，h-BNTiB2，Y2O3、AlNSi3N4。1800℃A，A12.62g·cm-3，h-BNTiB280%，Y2O3、AlNSi3N420%。h-BNTiB264%，A3，2.69g·cm-3。h-BNTiB256%，A4，2.63g·cm-3。，，，Y2O3，，。，，，。1，1800℃A3。2.22。，，。，，A11725℃118.5MPa1800℃131MPa，1850℃122MPa；A22.702.682.662.642.622.602.582.56172517501775180018251850A1A2A3A4/℃/(g·cm-3)1Fig.1Changingofbulkdensitywithsinteringtemperatureofboronnitridebasedconductiveceramicmaterials2Fig.2Changingofflexuralstrengthwithsinteringtemperatureofboronnitridebasedconductiveceramicmaterials172517501775180018251850A1A2A3A4/℃141138135132129126123120117/MPa112《》2015944183Fig.3ChangingofhardnesswithsinteringtemperatureofboronnitridebasedconductiveceramicmaterialsA1A2A3A4200190180170160150140172517501775180018251850/℃/(kgf·mm-2)1725℃129MPa1800℃133.5MPa，1850℃132MPa；A31725℃129.5MPa1800℃139.5MPa，1850℃133MPa；A41725℃121MPa1775℃132MPa，1850℃130MPa。1，h-BNTiB2，Y2O3、AlNSi3N4。1800℃A，A1131MPa，h-BNTiB280%，Y2O3、AlNSi3N420%。h-BNTiB264%，A3，139.5MPa。h-BNTiB256%，A4，129.5MPa。，，，，。，，，，。，1800℃A3。2.33。，A。，1725℃，A1A4143.5、158、164.5、151kgf/mm2(1kgf/mm2=10MPa)。，A1A41825、1800、18001775℃，178、182、199.7、167kgf/mm2。，h-BNTiB2，1800℃，A1A4176、182、199.7、165.5kgf/mm2。1(1)，。，，，，，，。，，，。3，1800℃A3。2.44。，A。1725℃，，A1A41285、1290、1190、1310μΩ·cm。，，A1、A2、A3A41825、1800、1800℃1775℃，630、625、595、770μΩ·cm。，，，A1、A2、A3A41850℃670、710、690、850μΩ·cm。1，h-BNTiB24Fig.4ChangingofconductivepropertywithsinteringtemperatureofboronnitridebasedconductiveceramicmaterialsA1A2A3A4172517501775180018251850/℃14001300120011001000900800700600500/(μΩ·cm)113HotWorkingTechnology2015,Vol.44,No.18，；18N，0.8059m/s，。(3)，SiCP/Al，，。：[1]ThomasMP，KingJE，Improvementofthemechanicalpropertiesof2121Al/SiCpMMCplatbyoptimizationofthesolutiontreatment[J].CompositesSci，1996(56)：1141-1149.[2]，，，.SiCp/Al[J].，1999(2)：41-44.[3]GuiMC，HanJM，LiPY.Fabricationandcharacterizationofcastmagnesiummatrixcompositesbyvacuumstircastingprocess[J].JournalofMaterialsEngineeringandPerformance，2003(12)：128-134.[4]LadenK，GuérinJD，WatremezM，etal.FrictionalcharacteristicsofAl-SiCcompositebrakediscs[J].Tribologyletters，2000，8(4)：237-247.[5]，，，.SiC[J].，2006，30(5)：62-65.[6].[D].：，2009.[7]，，，.SiCp/Al-[J].，2007(6)：7-10.[8]，，，.[J].，1997，13(1)：35-38.(110)，Y2O3、AlNSi3N4。1800℃A，A1665μΩ·cm，h-BNTiB280%，Y2O3、AlNSi3N420%。h-BNTiB264%，A3，595μΩ·cm。h-BNTiB256%，A4，815μΩ·cm。，，，，，。，，。，，，，。，，，，。、、、，1800℃、A3，。3(1)h-BN48wt%，TiB216wt%，Y2O34wt%，AlN16wt%，Si3N416wt%，1800℃，，2.69g·cm-3，139.5MPa，199.7kgf/mm2，595μΩ·cm。(2)Y2O3、AlNSi3N4，、、。:[1]．[J]．，2001(6)：36-38．[2]，．IC[J]．，2002(2)：22-24．[3]，．[J]．，1991，2(2)：22-25．[4]，，．MDM[J]．，1998，9(3)：30-33．[5]，．28[J]．，2001，38(4)：35-37．[6]，．[J]．，2002，37(1)：26-34．[7]，．[J]．，1999，10(2)：103-105．[8]．[J].，1999，10(4)：24-33．[9]，．TiB2[J]．，1999，20(2)：112-117．[10]，．TiB2[J]．，2004，14(2)：7-10．[11]，．BN-TiB2[J].，1990，21(1)：50-56．[12]，，．TiB2-BN[J]．，1998，8(2)：310-312．114