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氮化硼特性—力學(xué)性能

2024/4/24    來(lái)源：    作者：佚名  瀏覽次數(shù)：693

與氧化鋁(AlO₂)、氧化鋯(Zr2)碳化硅(SiC)氮化硅(SN)等陶瓷材料不同，h-BN 陶瓷屬于軟性材料，其莫氏硬度僅為 2，是所有陶瓷材料中硬度低的。h-BN 的彈性模量、抗彎強(qiáng)度等力學(xué)性能也相對(duì)較低，傳統(tǒng)純 -BN 陶瓷的彈性模量為 30~40GPa，抗彎強(qiáng)度也僅為 50~70MPa，難以滿(mǎn)足大多數(shù)構(gòu)件對(duì)力學(xué)性能的要求。通過(guò)添加燒結(jié)助劑和增強(qiáng)相等方式，可以有效提高其性能使 h-BN 基復(fù)相陶瓷的彈性模量提高到 70~80GPa，抗彎強(qiáng)度達(dá)到 200 MPa以上。

此外，純 h-BN 陶瓷具有良好的高溫力學(xué)性能，在高溫下沒(méi)有類(lèi)似石墨的負(fù)載軟化現(xiàn)象，在室溫至 1000℃ 乃至更高的溫度范圍內(nèi)，其抗查強(qiáng)度能夠保持不降低甚至有所提升，這對(duì)于將其應(yīng)用于高溫結(jié)構(gòu)件是十分有利的，可提高其在高溫環(huán)境下使用的可靠性。而 h-BN 基復(fù)相陶瓷中第二相往往會(huì)對(duì)高溫性能產(chǎn)生不利影響，如氧化硼(BO₂)經(jīng)常作為 h-BN 陶瓷的黏結(jié)劑和雜質(zhì)相存在，但含有BO的 h-BN 陶瓷一旦溫度升高，其性能將迅速下降，抗彎強(qiáng)度從室溫時(shí)的 100 MPa降低到1000C時(shí)的14MPa。

由于 h-BN 陶瓷硬度低，且具有自潤(rùn)滑特性，因此其機(jī)械加工性能好，可以通過(guò)常規(guī)的車(chē)、銑、鉆、磨、切等方法進(jìn)行加工，制成各種形狀復(fù)雜的構(gòu)件。h-BN還可以作為改性加入其他陶瓷中，降低材料的硬度，改善可加工性。

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