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武汉理工大学科研团队开发出低温自修复陶瓷复合材料
2022年01月24日 发布 分类:技术前沿 点击量:428
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115日,Materials(材料)期刊发表了来自武汉理工大学科研团队的最新研究成果,科研团队开发了一种通过放电等离子烧结的Sic-Al2O3-B4C陶瓷复合材料,其可在600℃-800℃较低环境温度下愈合,在低温下良好的裂纹愈合能力可以使该材料在未来的多种应用中具有很高的应用价值。

论文地址:https://www.mdpi.com/1996-1944/15/2/652

低温自修复陶瓷复合材料

Sic-Al2O3-B4C陶瓷复合材料(a)X射线衍射图、相组成(b)维氏压痕(c)和裂纹(d)的背散射电子显微照片

相较高温自愈陶瓷,较低温度的自愈陶瓷研究较少。本次武汉理工大学科研团队选取高纯度(99.9%)平均粒径为3μm的碳化硅基氧化铝复合陶瓷(70%Sic,30%Al2O3)、碳化硼、玻璃粉为原料,按质量比为65%:15%:20%与少量乙醇混合球磨,真空干燥后放入石墨模具进行放电等离子烧结(SPS)压实,之后对样品切割打磨抛光去除划痕,倒角处理减少表面残余应力处理。继而采用维式硬度试验预制裂纹模拟,通过控制载荷以确定裂纹尺寸。

愈合试验的结论显示,这种复合陶瓷材料的裂纹在70030分钟完全愈合,抗弯强度恢复到原试样的94.2%。愈合机理表明,B2O3是碳化硼的氧化产物,C以液相流入裂缝,冷却后体积膨胀填充并恢复材料强度。


编译 YUXI

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