（摘要）立方氮化硼(cBN)具有硬度高、導(dǎo)熱性能好、熱穩(wěn)定性好、對(duì)鐵族元素的化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)。因此，被廣泛地應(yīng)用于加硬化鋼、鑄鐵或其他難處理合金材料。聚晶立方氮化硼(PcBN)復(fù)合材料是采用不同粘結(jié)劑與cBN微粉在高溫高壓下燒結(jié)而成。PcBN獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可以克服單晶cBN的解理、各向異性等缺點(diǎn)，因而在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在硬鐵材料和難加工材料中。

       粘結(jié)劑的選擇直接影響PcBN復(fù)合材料的力學(xué)性能，采用合適的粘結(jié)劑不僅可以降低燒結(jié)壓力和溫度要求，還可以促進(jìn)cBN-cBN的結(jié)合，改善PcBN綜合性能。其中， Al、Ti可以與cBN反應(yīng)生成一系列高熔點(diǎn)、高硬度的物相，并且Al在高溫下熔融為液相，改善燒結(jié)機(jī)制，有利于cBN微粉結(jié)合在一起， 因此常被用來(lái)作為PcBN燒結(jié)的結(jié)合劑。Yuan等人在常壓條件下，通過(guò)放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備PcBN，發(fā)現(xiàn)添加Al和Ti不僅有利于抑制cBN向hBN的轉(zhuǎn)變，且會(huì)與cBN反應(yīng)生成硬質(zhì)相AlN、TiB2、TiN，提高PcBN的綜合性能。Yu等人采用原位合成法，在5.0GPa的超高壓下，研究溫度對(duì)燒結(jié)cBN-Ti-A1體系合成PcBN復(fù)合材料的影響。結(jié)果表明，在該體系中發(fā)現(xiàn)有性能優(yōu)異TiB2棒晶的形成，棒晶的拔出和橋聯(lián)機(jī)制改善了PcBN的抗彎強(qiáng)度。但是在該制備過(guò)程中存在低溫TiB2棒晶晶型偏向于板狀，致密度相對(duì)較低，而高溫棒晶長(zhǎng)徑比較小且不均一等問(wèn)題。稀土作為一類表面活性類物質(zhì)，不僅會(huì)影響液相粘度，改善致密性，而且Shibata等人研究稀土對(duì)β-Si3N4棒晶的影響，稀土離子會(huì)選擇性吸附在棒晶側(cè)面，影響棒晶生長(zhǎng)的各向異性，促進(jìn)棒晶的生長(zhǎng)。而TiB2與Si3N4具有類似的六方晶系結(jié)構(gòu)。因此，采用高溫高壓原位合成方法，研究不同稀土氧化物(Y2O3、Gd2O3、Nd2O3)對(duì)cBN-A1-Ti體系原位合成棒晶TiB2增強(qiáng)PcBN的影響，分析稀土氧化物對(duì)棒晶TiB2的晶型、含量和長(zhǎng)徑比的影響，并對(duì)PcBN復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行分析。

       研究發(fā)現(xiàn)，在cBN-Al-Ti體系中，添加Y2O3、Nd2O3 與未添加稀土氧化物的PcBN樣品物相一致，而添加Gd2O3會(huì)有新物相GdB6生成；添加稀土氧化物可以改善樣品的致密度，提高顯微硬度；在cBN-A1-Ti體系中，添加Y2O3對(duì)于TiB2棒晶生長(zhǎng)和含量促進(jìn)效果不明顯， Nd2O3 反而導(dǎo)致TiB2棒晶含量減少，出現(xiàn)大量團(tuán)聚片狀TiN，而添加Gd2O3有利于TiB2棒晶生成，改善TiB2棒晶晶型和長(zhǎng)徑比，此時(shí)PcBN獲得最佳綜合性能。

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