碳化硼陶瓷制造工藝

B4C粉末的制備

B4C粉末的制備方法可參照SiC粉末的制備方法。對(duì)于用碳還原硼酐的制備方法，反應(yīng)式如下：

2B2O3+ 7C?B4C + 6CO

這種方法是間接加熱配料或在電阻爐和電弧爐中直接讓電流通過(guò)配料，溫度達(dá)到2200℃時(shí)，B4C分解為富碳和硼，而硼在高溫時(shí)，又會(huì)揮發(fā),在電弧爐中制取的B4C，含有大量的游離石墨，其含量達(dá)20%~30%。在電阻爐中制備的B4C，含少量的游離碳，但含有游離硼，含量達(dá)1%~ 2%。

在碳存在下，用鎂熱法還原硼酐，可產(chǎn)生十分細(xì)的碳化硼粉末其中的氧化鎂用酸洗去。在這種碳化硼中，鎂以及游離硼可能是主要雜質(zhì)。由于過(guò)程中溫度很低，因此游離硼含量要比在電阻爐中用碳還原硼酐所制備的碳化硼稍多一些 。

成型與燒成

碳化硼陶瓷可采用各種方法成型。為了獲得致密的B4C，一般采用熱壓燒結(jié)法來(lái)制取。熱壓燒結(jié)的B4C可以達(dá)到理論密度的98%，制備時(shí)在真空熱壓爐或普通熱壓爐中進(jìn)行，熱壓溫度為2100℃，壓力為80~100MPa，保溫?cái)?shù)分鐘，降溫時(shí)需要保持壓力。由于B4C的抗熱震性較差，因此降溫要緩慢。熱壓溫度不宜過(guò)高，到2150℃會(huì)出現(xiàn)B4C-C共晶液相，但溫度過(guò)低，則產(chǎn)品密度低。