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SiBN陶瓷因其具有低密度、高强度、高弹性模量,可调控的介电性能,以及优异的高温稳定性等优点,被认为是迄今为止综合性能最为优异的防热透波结构功能一体化材料之一,在高超音速飞行器天线罩领域具有很大的应用前景。但目前在制备SiBN致密陶瓷块体上有机先驱体法和化学气相沉积法均存在局限,使其应用受到一定限制。为此,本文以非晶纳米Si3N4粉体和h-BN粉体为原料,采用机械合金化法制备了非晶SiBN粉末,通过热压烧结制备了力学、介电、耐烧蚀综合性能优良的非晶/纳米晶SiBN致密陶瓷块体,并研究了材料Si/B原子比和烧结温度对物相、组织结构、力学、介电、耐烧蚀等性能的影响。研究结果表明:不同Si/B原子比的原始粉体在机械合金化20h后可制备完全非晶态SiBN粉体,粉体为由近似球形纳米颗粒组成的团聚体,其平均粒径在4~6μm。热压烧结不同Si/B原子比SiBN陶瓷主要包括α-Si3N4、β-Si3N4、Si2N2O和h-BN相,而Si/B原子比较低的组分中还含有SiO2。随着烧结温度升高,SiBN陶瓷体积密度和力学性能均明显提高,1900oC烧结试样体积密度和综合机械性能最高,其体积密度、抗弯强度、弹性模量、断裂韧性和维氏硬度分别达到2.48g/cm3,273±10MPa,137±1GPa,3.02±0.05MPa·m1/2和6.1±0.2GPa。此外,随着Si/B原子比减小,SiBN陶瓷体积密度、断裂韧性、弹性模量和硬度逐渐降低,而抗弯强度呈现波动变化。1600~1900oC下烧结SiBN陶瓷,随着烧结温度升高,其介电常数和介电损耗角正切值均提高。1900oC制备试样在室温21~40GHz范围内介电常数平均值和介电损耗角正切值变化范围分别为5.93和(6.23~7.83)×10-3。在1800o C/40MPa/30min制备不同Si/B原子比SiBN陶瓷试样中,当Si/B原子比为1:3时,该成分SiBN陶瓷在室温21~40GHz范围内具有优良的介电性能,其介电常数平均值为4.23,介电损耗角正切值变化范围为(0.44~1.61)×10-3。在氧-乙炔焰烧蚀10s后,不同Si/B原子比SiBN陶瓷均表现出良好的耐烧蚀性能,其中Si/B原子比为2:1的试样质量烧蚀率最低,仅为0.0001g/s(其线烧蚀率为0.0042mm/s);Si/B原子比为1:1的试样线烧蚀率最低,仅为0.0031mm/s(其质量烧蚀率为0.0003g/s)。烧蚀后试样表面物相主要包括α-Si3N4、β-Si3N4、Si2N2O、h-BN等基体相和氧化产物α-石英、β-石英。而在高Si/B原子比试样的烧蚀区和过渡区还生成了单质Si。烧蚀表面主要分为烧蚀区、过渡区和热影响区。在烧蚀中心区域的截面方向分为SiO2熔化区,热影响区以及基体。对于机械合金化SiBN系陶瓷的烧蚀机理为高温气体冲刷和区域氧化。