安徽工大團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)低硼化鈦含量新型陶瓷

碳化硼(B4C)陶瓷具有熔點(diǎn)高、密度低、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)以及耐磨性好等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于耐磨、裝甲防護(hù)等領(lǐng)域。在碳化硼基體中引入第二相硼化鈦(TiB2)，形成B4C-TiB2復(fù)相陶瓷，不僅能有效提高碳化硼陶瓷的力學(xué)性能，還能顯著降低復(fù)相陶瓷的電阻率，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化。然而，由于硼化鈦比碳化硼密度更大，本征硬度更低，硼化鈦的加入也增加了材料的比重，降低了材料的硬度。

安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授冉松林團(tuán)隊(duì)經(jīng)過一系列研究，發(fā)現(xiàn)在保證高致密度和良好導(dǎo)電性能的前提下，降低B4C-TiB2復(fù)相陶瓷中硼化鈦的比例，可進(jìn)一步滿足工業(yè)和軍工領(lǐng)域?qū)Τp、超硬材料的需求。團(tuán)隊(duì)通過化學(xué)反應(yīng)協(xié)同基體晶粒選擇性吸收生長(zhǎng)法，設(shè)計(jì)并制備了一種低硼化鈦含量的超輕、超硬、導(dǎo)電B4C-TiB2復(fù)相陶瓷，并通過探索復(fù)相陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)與其導(dǎo)電性能、力學(xué)性能間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)B4C-TiB2復(fù)相陶瓷在結(jié)構(gòu)和功能性能上的可控調(diào)節(jié)。本研究為結(jié)構(gòu)功能一體化材料的制備及性能研究提供了一種新的思路。

此外，冉松林團(tuán)隊(duì)還借助反應(yīng)燒結(jié)在TiB2-TiC-SiC復(fù)相陶瓷中原位構(gòu)建獨(dú)特的顯微結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)復(fù)相陶瓷的強(qiáng)度與韌性的同步提升，解決了陶瓷材料強(qiáng)度與韌性難以兼顧的難題。