B_4C与Si反应机理的研究

张翠萍茹红强张鑫姜岩叶超超岳新艳王伟 · 2016

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碳化硼

会议名称：

第十九届全国高技术陶瓷学术年会

会议时间：

2016-10-11 00:00:01

会议地点：

中国湖北武汉

摘要：

碳化硼(B_4C)陶瓷因具有众多优良性能,被广泛应用于各个行业。基于反应烧结SiC原理,研究开发的制备反应烧结碳化硼复合材料具有制备成本低和烧结前后无收缩等优点。但在制备复合材料的过程中,碳化硼主相因与Si液反应而大量损耗,限制了这一材料的推广应用。本文针对这一问题,研究了碳化硼与Si的反应机理。结果表明,热压碳化硼块体与Si块在高于Si熔点反应时,液态Si渗入碳化硼基体中并与其反应,在碳化硼基体一侧形成反应层。随着反应温度的增加,反应层的尺寸增加;且反应层中SiC形貌由不规则形状转变为长棒状;反应温度为1700-2200 o C时,反应层的相组成为SiC、SiB_6、B_(12)(C,Si,B)_3和Si。随着反应时间的延长,反应层的尺寸也增加;且反应层中SiC形貌先由不规则形状转变为长棒状,继而由长棒状转变为树枝状。碳化硼与液态Si的反应机理为溶解沉淀机理。碳化硼与Si液的反应过程为:Si先夺取碳化硼中C,生成SiC和B_(12)(C,Si,B)_3;随后B_(12)(C,Si,B)3溶解于Si液中,含B、C的过饱和Si液在冷却过程中又析出SiC、SiB_6和B_(12)(C,Si,B)_3。