东北大学材料科学与工程学院，材料各向异性与织构教育部重点实验室，沈阳 110819
以碳化硅(SiC)、二氧化锆(ZrO2)、碳化硼(B4C)、水溶性酚醛树脂以及炭黑为原料，基于原位反应合成法在SiC基体中合成不同体积含量[%(体积分数)、35%、40%、45%]的ZrB2，并采用无压烧结法制备得到SiC-ZrB2陶瓷复合材料，研究了ZrB2含量对SiC-ZrB2复合材料物相组成、显微组织、力学性能以及电学性能的影响。结果表明：不同ZrB2含量的复合材料中，其相组成均为SiC和ZrB2，并存在少量的B13C2；随着ZrB2含量的增加，复合材料中ZrB2晶粒尺寸增大、ZrB2颗粒间呈相互连接趋势，并且复合材料致密度、力学性能与导电性能均呈增加趋势。当ZrB2含量为45%时，复合材料的体积密度、开口气孔率、相对密度、抗折强度、Vickers硬度和电阻率分别为4.16 g/cm3、0.27%、95%、(332±17) MPa、(16±2) GPa和(2.35±0.7×10-6) Ω?m。
碳化硅-硼化锆陶瓷复合材料 原位合成 无压烧结 显微组织 silicon carbide-zirconium boride composites in-situ synthesis pressureless sintering microstructure
1 冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室(安徽工业大学)，安徽 马鞍山 243032
2 安徽工业大学材料科学与工程学院 先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室，安徽 马鞍山 243002
3 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081
以粉煤灰和煅烧铝矾土为原料、Isobam 104为分散剂、羧甲基纤维素钠(CMC)为悬浮剂、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(Tween 80)为表面活性剂、异辛烷为油相、乙二醇缩水甘油醚为黏结剂、四乙烯五胺为固化剂，采用微乳液模板法结合反应烧结制备了多孔莫来石轻质材料。研究了粉煤灰的用量和Tween 80的用量等对多孔莫来石轻质材料物相组成、线收缩率、体积密度、气孔率、显微结构和常温力学性能等的影响。结果表明：粉煤灰的用量为55%(质量分数)时，随着表面活性剂Tween 80与水体积比从2:100增至5:100时，所制备试样的线收缩率、体积密度和机械强度逐渐减小，而气孔率逐渐增大。当Tween 80与水体积比为5:100时，所制备气孔率为65.5%(体积分数)、球形孔径约为162 μm的多孔莫来石轻质材料的抗压强度和抗折强度分别达42.5 MPa和26.0 MPa，其线收缩率仅为14.5%。
多孔莫来石轻质材料 微乳液模板法 粉煤灰 反应烧结 porous mullite lightweight materials microemulsion template method fly ash reaction sintering
武汉科技大学，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081
先采用发泡-注凝成型法制备了硅藻土多孔陶瓷，并以此为基体，以Capstone FS-50(CS-50)为改性剂，通过真空浸渍法制备了超亲水-疏油硅藻土多孔陶瓷，研究了烧结温度对硅藻土多孔陶瓷物相组成、显微形貌及常温物理性能及CS-50用量(质量分数)对改性硅藻土多孔陶瓷表面的油接触角及化学稳定性的影响。结果表明：随着烧结温度的升高(1 100~1 200 ℃)，硅藻土多孔陶瓷中圆盘状硅藻土自身的多孔结构被堵塞的越来越严重，孔隙率由84.3%降至81.6%，而抗压强度从0.93 MPa增至2.01 MPa；随着CS-50用量的增大，所制备改性硅藻土多孔陶瓷的油接触角呈先增加后趋于稳定的变化趋势；当CS-50的用量为5%(质量分数)时，改性多孔陶瓷的油接触角高达138°，且其水接触角约为0°。此外，改性硅藻土多孔陶瓷在强酸、强碱以及盐腐蚀条件下，仍能保持稳定的亲水疏油性能。
发泡-注凝成型 表面改性 硅藻土多孔陶瓷 超亲水-疏油 foam-gelcasting surface modification diatomite porous ceramics superhydrophilic-oleophobic
1 武汉科技大学，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081
2 江西省工业陶瓷工程技术研究中心，江西 萍乡 337022
以SiC和B4C为增强相、纯Al粉为基体原材料，采用选区激光熔化(SLM)法在粉层厚度和扫描间距均为0.05 mm、扫描速率为300 mm/s、激光功率为350 W的成形条件下，制备了SiCp-B4Cp[质量比m(SiCp):m(B4Cp)=1:1]增强的Al基((SiCp-B4Cp)/Al)复合材料，研究了SiCp-B4Cp含量[%、15%及20%(质量分数)]对SLM成形(SiCp-B4Cp)/Al复合材料显微组织、显气孔率、显微硬度、摩擦磨损性能和抗折强度的影响。结果表明：当SiCp-B4Cp含量为10%时，试样显气孔率最小且抗折强度最大，分别为4.5%和177 MPa；SiCp-B4Cp含量为20%时试样的硬度最高、磨损率和摩擦系数最小，分别为172.6 HV0.1、3.4×10-5 mm3N-1m-1和0.4。
选区激光熔化 碳化硅颗粒-碳化硼颗粒增强的铝基复合材料 显微硬度 摩擦磨损性能 抗折强度 selective laser melting silicon carbide particles-boron carbide particles microhardness tribological properties flexural strength
1 西安交通大学材料科学与工程学院，金属材料强度国家重点实验室，西安 710049
2 国网安徽省电力有限公司，合肥 230061
以MgSiN2和Y2O3为烧结助剂，通过气压烧结法在氮气压力1.0 MPa、1 850 ℃和保温3 h条件下制备出Si3N4陶瓷。研究了MgSiN2/Y2O3比例及添加量对Si3N4陶瓷气孔率、显微结构、力学性能和热导率的影响。结果表明：当MgSiN2和Y2O3复合烧结助剂总含量不变时，随着Y2O3含量的增加，β-Si3N4棒状晶的发育更为充分且异常长大情况明显减少。当MgSiN2:Y2O3的摩尔比为5:2、烧结助剂总添加量为10.5%(摩尔分数)时，制备的Si3N4陶瓷综合性能最优，其抗弯强度为510 MPa、热导率为67.01 W?m-1?K-1。
氮化硅 烧结助剂 抗弯强度 热导率 silicon nitride sintering aids fracture strength thermal conductivity
1 航天特种材料及工艺技术研究所，北京 100074
2 清华大学，新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084
3 中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024
采用新型振荡压力烧结工艺(OPS)制备了h-BN陶瓷，研究了振荡压力对h-BN陶瓷烧结致密化以及晶粒生长的影响，并结合致密度、微观结构及断裂可靠性等因素，对不同烧结工艺下的氮化硼陶瓷的晶粒定向程度以及力学和热学性能进行了探究。研究表明：与采用热压烧结工艺(HP)制备的氮化硼陶瓷相比，采用OPS工艺制备的陶瓷表面更为致密，断面的晶粒定向排列逐渐清晰，高比例平行排列的片状BN晶粒能有效提高BN陶瓷的致密化程度。OPS试样的硬度、断裂韧性以及抗弯强度最高分别达到了0.31 GPa、1.09 MPa?m1/2和74.4 MPa，较相同烧结参数下的HP试样有了大幅提升。结合XRD谱计算出的晶粒定向排列数据可知，振荡压力的引入明显促进了氮化硼陶瓷的致密化烧结，断裂可靠性和热导率均获得了提高。
氮化硼 振荡压力烧结 力学性能 热导率 显微结构 boron nitride oscillatory pressure sintering mechanical properties thermal conductivity microstructure
