能够后期硬化处理的Si3N4/BN/Al(Ti)复相可加工陶瓷及其原位反应的动力学调控

一般可加工陶瓷随着可切削能力提高硬度显著降低，本项目着重研究和解决可加工能力与硬度的矛盾。设计Si3N4/BN/Al(Ti)三元复相可加工陶瓷新体系。材料能够切削加工，并能够像钢铁淬火那样实施加工后的硬化处理。在Si3N4/BN二元体系中引入金属Al或Ti，通过放电等离子快速烧结实现材料的致密化，形成Si3N4/BN/Al(Ti)三元复相可加工陶瓷。由于大量软质六方BN和塑性Al、Ti金属相的存在，此时材料具有低的硬度和良好的可加工性能。对于加工成型后的材料(零件)，进行二次高温处理，BN－Al、BN－Ti发生原位反应，最终形成Si3N4/AlN/AlB和(或)Si3N4/TiN/TiB2三元复相结构，材料得到硬化。本项目研究的重点为材料的成分和结构设计、一次致密化工艺、原位反应的动力学抑制和二次硬化处理过程中的原位反应机理。通过本项目的研究，使纳米复相可加工陶瓷具有可调控的硬度。