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氮化硼特性—力学性能
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与氧化铝(AlO₂)、氧化锆(Zr2)碳化硅(SiC)氮化硅(SN)等陶瓷材料不同,h-BN 陶瓷属于软性材料,其莫氏硬度仅为 2,是所有陶瓷材料中硬度低的。h-BN 的弹性模量、抗弯强度等力学性能也相对较低,传统纯 -BN 陶瓷的弹性模量为 30~40GPa,抗弯强度也仅为 50~70MPa,难以满足大多数构件对力学性能的要求。通过添加烧结助剂和增强相等方式,可以有效提高其性能使 h-BN 基复相陶瓷的弹性模量提高到 70~80GPa,抗弯强度达到 200 MPa以上。

此外,纯 h-BN 陶瓷具有良好的高温力学性能,在高温下没有类似石墨的负载软化现象,在室温至 1000℃ 乃至更高的温度范围内,其抗查强度能够保持不降低甚至有所提升,这对于将其应用于高温结构件是十分有利的,可提高其在高温环境下使用的可靠性。而 h-BN 基复相陶瓷中第二相往往会对高温性能产生不利影响,如氧化硼(BO₂)经常作为 h-BN 陶瓷的黏结剂和杂质相存在,但含有BO的 h-BN 陶瓷一旦温度升高,其性能将迅速下降,抗弯强度从室温时的 100 MPa降低到1000C时的14MPa。

由于 h-BN 陶瓷硬度低,且具有自润滑特性,因此其机械加工性能好,可以通过常规的车、铣、钻、磨、切等方法进行加工,制成各种形状复杂的构件。h-BN还可以作为改性加入其他陶瓷中,降低材料的硬度,改善可加工性。

  2024-06-15    60

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