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碳化硼陶瓷增韧补强和致密化研究现状及其展望

碳化硼陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性等特点，是

一种重要的结构材料。但其本身的脆性限制了其应用范围。为了提高碳化

硼陶瓷的韧性和致密度，研究人员采用了多种方法进行增韧和补强，目前

已取得了一系列进展。

1.纳米晶：纳米晶材料可以提高材料强度和韧性，可以大幅度降低材

料的脆性，同时极大地提高材料的耐磨性和抗腐蚀性。纳米晶碳化硼陶瓷

的强度可以达到10GPa以上，而且其韧性也比传统碳化硼陶瓷高。

2.增韧剂：常用的增韧剂有氧化铝、氮化硅、碳等，这些增韧剂可以

通过控制络合反应、晶格匹配等机理使其与基体产生协同效应，提高材料

的强度和韧性。

3.纤维增强：纤维增强技术是一种有效的增强手段。已经研究出了碳

纤维增强和SiC纤维增强碳化硼陶瓷，可以提高其力学性能和韧性。

4.混合成型：混合成型是将不同颗粒形状、大小、化学组成的原料混

合起来，再进行烧结成型。混合成型可以通过改变组成、晶粒组织和脆性

相分布来提高材料的韧性和强度。

5.涂层技术：在碳化硼陶瓷表面增加铜、钛、NbC等材料的镀层可以

有效地提高碳化硼陶瓷的抗压强度和韧性。

总之，碳化硼陶瓷的增韧和补强技术已经取得了很大进展，未来的研

究方向是进一步探索新的增韧剂、提高制备工艺、改善材料微观结构、研

究材料在高温和复杂环境下的性能等。