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氮化硼特性—力學性能

2024/4/24    來源:    作者:佚名  瀏覽次數:442

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、抗彎強度等力學性能也相對較低,傳統純 -BN 陶瓷的彈性模量為 30~40GPa,抗彎強度也僅為 50~70MPa,難以滿足大多數構件對力學性能的要求。通過添加燒結助劑和增強相等方式,可以有效提高其性能使 h-BN 基復相陶瓷的彈性模量提高到 70~80GPa,抗彎強度達到 200 MPa以上。

此外,純 h-BN 陶瓷具有良好的高溫力學性能,在高溫下沒有類似石墨的負載軟化現象,在室溫至 1000℃ 乃至更高的溫度范圍內,其抗查強度能夠保持不降低甚至有所提升,這對于將其應用于高溫結構件是十分有利的,可提高其在高溫環境下使用的可靠性。而 h-BN 基復相陶瓷中第二相往往會對高溫性能產生不利影響,如氧化硼(BO₂)經常作為 h-BN 陶瓷的黏結劑和雜質相存在,但含有BO的 h-BN 陶瓷一旦溫度升高,其性能將迅速下降,抗彎強度從室溫時的 100 MPa降低到1000C時的14MPa。

由于 h-BN 陶瓷硬度低,且具有自潤滑特性,因此其機械加工性能好,可以通過常規的車、銑、鉆、磨、切等方法進行加工,制成各種形狀復雜的構件。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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