Sintering pure polycrystalline boron carbide bulks with enhanced hardness and toughness under high pressure

材料科学 碳化硼 微晶 断裂韧性 陶瓷 烧结 晶界 维氏硬度试验 碳化物 粒度 韧性 冶金 复合材料 微观结构
作者
Zhiqiang Hou,Haikuo Wang,Yao Tang,Chao Wang,Chao Xu,Jiakun Wu,Zhicai Zhang,Shun Wan,Hongbing Yang,Yue Qin,Xiuyu Wang,Xiaoping Ouyang
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:49 (17): 28813-28823 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2023.06.144
摘要

Boron carbide ceramics possess high hardness, but they generally are subjected to low toughness due to strong covalent bonds. However, the fabrication of dense and pure polycrystalline boron carbide bulks with excellent mechanical properties by conventional methods remains a significant challenge. Here, the fine-grained and pure polycrystalline boron carbide bulks have been successfully fabricated utilizing submicron-sized boron carbide powder as starting materials under the condition of high pressure (5.5 GPa) and low temperature range (1000–1400 °C). The well-sintered boron carbide bulk recovered at 1000 °C exhibits a mean grain size of 205.2 ± 191.2 nm and relative density of up to ∼97%, and the measured Vickers hardness and fracture toughness achieve 35.0 ± 2.8 GPa and 4.6 ± 0.5 MPa m0.5, respectively. The outstanding trade-off between hardness and toughness demonstrated that the synergistic effect between fine grain size and dislocation, and the interplay between amorphous grain-boundary phases and pores via grain-boundary sliding have critical role in contributing to improve hardness and toughness, respectively. This study has essential implications in sintering fine-grained and pure polycrystalline engineering ceramics and superhard materials, which provide a tuning approach to enhance the mechanical properties.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
等待的寒松完成签到 ,获得积分10
1秒前
Minbao完成签到,获得积分10
1秒前
赘婿应助叶子采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
隐形曼青应助LK采纳,获得10
2秒前
明亮的嚣完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.2应助松林采纳,获得10
3秒前
想躺平的咸鱼人完成签到,获得积分10
3秒前
烟花应助搞怪易形采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
等待从阳应助姑娘你站住采纳,获得10
4秒前
犹豫的可冥完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Dore发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
pancake发布了新的文献求助10
6秒前
Yakamoz发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
滟滟完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
wanci应助安徽梁朝伟采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
凡雁完成签到,获得积分10
7秒前
曹琳发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
早日暴富完成签到 ,获得积分10
9秒前
松林发布了新的文献求助10
9秒前
如意小虾米完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
szy发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
12秒前
西部牛仔完成签到,获得积分10
12秒前
松林发布了新的文献求助10
13秒前
无情书萱完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6439655
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253514
关于积分的说明 17567087
捐赠科研通 5497706
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899320
邀请新用户注册赠送积分活动 1876140
关于科研通互助平台的介绍 1716642