近日，國內由鄭州航空大學材料科學與工程學院、東莞理工大學機械工程學院的研究人員組成的科研小組開發的動態燒結鍛造法（DSF）制備超強碳化硼B4C陶瓷，其彎曲強度和硬度分別達到935MPa和39.2GPa，遠高于此前報道結果，是一種有前途的高性能碳化硼陶瓷制備新方法。該成果發表在歐洲陶瓷學會雜志，論文地址：https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2023.02.069

碳化硼(B4C)由于其硬度高、化學惰性、中子吸收能力和低比重等優異性能，是工程陶瓷領域非常理想的材料。然而，由于其共價性質導致超低擴散率和高熔點，生產高性能B4C陶瓷一直是一個挑戰。過去的研究表明，高性能碳化硼陶瓷只有通過超高溫高壓輔助的技術來獲得，其致密化機制以晶界滑動或塑性變形主導而非擴散。

具體而言，DSF結合了一種新型的燒結技術——熱震蕩壓制(hot oscillatory pressing，HOP)，它類似于熱壓，不同之處在于使用振蕩壓力而不是靜壓。但是，隨著相對密度的增加，所施加應力的剪切分量急劇下降。因此，在燒結后期，與常規熱壓類似，HOP的致密化機制也是擴散，振蕩壓力的影響會大大降低。

值得一提的是研究小組選擇市售蘇州納樸材料科技有限公司平均粒徑為3μm的碳化硼粉體為初始原料，分別制備了熱壓、熱煅、動態熱煅和動態燒結鍛造法（DSF）四種陶瓷樣品進行比對，DSF法被證明具備最好的效果。研究人員使用先進的成像技術分析了微觀結構，發現該過程在樣品中產生了剪切變形，從而增強了它們的機械性能。

與其他利用靜壓的壓力輔助技術不同，DSF采用振蕩壓力，可提高致密化和機械性能，使其更具成本效益和效率。動態燒結鍛造的應用可以擴展到其他陶瓷系統，從而為各個行業創造尖端材料。此外，該研究為燒結鍛造機制提供了新的見解，可用于優化其他材料的加工參數。

編譯整理 YUXI

本文為粉體圈原創作品，未經許可，不得轉載，也不得歪曲、篡改或復制本文內容，否則本公司將依法追究法律責任。