الحل التقني لتعزيز المتانة وتحسين كثافة سيراميك كربيد البورون

حاليًا، تتمثل الطريقة الرئيسية لتعزيز متانة سيراميك كربيد البورون في تحسين تركيب المادة، مثل زيادة صلابة الألياف/الشعيرات، وتصلب الجسيمات في المرحلة الثانية. ويتم تحقيق تصلب الجسيمات في المرحلة الثانية بإضافة أطوار معدنية، وبوريدات معادن انتقالية، وجرافين، وجسيمات نانوية، ومركبات أرضية نادرة، وغيرها، وتغيير البنية البلورية الداخلية للسيراميك، مثل التحكم في البنية الدقيقة للسيراميك، وتقليل حجم جسيمات الحبيبات، وزيادة كثافة السيراميك، وتكوين بنية طبقية للسيراميك.

الحل الأول هو أن يقوم الفنيون بتقوية سيراميك كربيد البورون بإضافة ألياف الكربون. يكون تأثير التقوية أكثر وضوحًا عندما يصل حجم ألياف الكربون إلى 10%. تزداد مقاومة الكسر لمادة CF/B4C المركبة بنسبة 12%، لتصل إلى 4.29 ميجا باسكال · متر.^نصف.

الحل الثاني هو إضافة شعيرات كربيد السيليكون إلى سيراميك مركب B4C Si، وقد وُجد أن متانة سيراميك كربيد البورون قد تحسنت. وتحقق أفضل تأثير عند إضافة 10%، وزادت متانة الكسر بنسبة 35% لتصل إلى 5.77 ميجا باسكال · متر.^نصف.

الخيار الثالث هو استخدام كاشف إيثانول لا مائي، وبعد معالجة إزالة الأكسجين، ينخفض ​​حجم جسيمات بلورات سيراميك B4C. بعد إزالة الأكسجين من مسحوق البورون بنسبة 15%، تُضغط العينة حراريًا وتُلبَّد عند درجة حرارة 2100 درجة مئوية، وتزداد صلابة الكسر للعينة الناتجة بنسبة 13% مقارنةً بما كانت عليه قبل إزالة الأكسجين، لتصل إلى 3.93 ميجا باسكال · متر مكعب.^نصف.

الخيار الرابع هو إضافة Ti3SiC2 إلى B4C لتصنيع مواد مركبة. مع زيادة محتوى Ti3SiC2، تزداد متانة B4C أيضًا. عندما يصل محتوى i3SiC2 إلى 25-30%، تصل متانة المادة المركبة إلى 6.54 ميجا باسكال · متر.^نصف.

ومن خلال الطرق الأربع المذكورة أعلاه، تمكن الباحثون والفنيون من تحسين صلابة سيراميك كربيد البورون وإعداد سيراميك كربيد البورون بكثافة منتج تبلغ 2.52 جم / سم 3 من خلال عملية التلبيد بدون ضغط.