碳化硼具有硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性好等诸多优点,被广泛用于蓝宝石晶片的研磨领域。近年来,随着蓝宝石晶片应用量的快速增长,碳化硼研磨料的需求量也日益剧增。在碳化硼研磨料的生产过程中,会产生大量的碳化硼水选废料,由于水选废料的粒度极小(D50≈1μm)且纯度较低,已不能作为蓝宝石的研磨料。目前对碳化硼水选废料尚无有效的回收利用方法。因此,本论文的研究目的是探究出一条以碳化硼水选废料为原料制备碳化硼制品的工艺路线。研究的总体思路是在碳化硼水选废料中配以适量的烧结助剂Al粉,经无压低温液相烧结制成碳化硼制品。既可实现碳化硼水选废料的利用,又可减少其对环境的污染,且制成的碳化硼制品成本低廉,性能优良,具有广阔的应用前景。本文主要研究了生坯模压成型和烧结的优化条件,并对烧结机理进行分析,研究结果如下:首先,研究了碳化硼水选废料的模压成型条件和烧结条件对碳化硼制品性能的影响。得到较优的模压成型条件为:粘结剂为羟丙基甲基纤维素,粘结剂添加量为0.4%,水添加量为10%,制坯压力为30 MPa,保压时间为120 s,在此条件下所制得生坯的显气孔率、体积密度和抗压强度分别为42.31%、1.43 g/cm3和10.28 MPa;较优的烧结条件为:Al添加量为9%,烧结温度为1400℃,保温时间为90 min,烧结气氛为活性炭覆盖下的还原性气氛,在此条件下所得烧结制品的显气孔率、体积密度、抗压强度和抗折强度分别为 19.08%、1.84 g/cm3、246.88 MPa 和 71.10 MPa。其次,研究了碳化硼水选废料生坯的烧结机理,结论如下:(1)适宜的Al添加量能使B4C和Al发生液相烧结,降低烧结温度,提高碳化硼制品的致密化程度;(2)升高烧结温度,促使较稳定的AlB12、AlB12C2和Al3BC相生成,从而提高碳化硼制品的致密化程度;(3)适当延长保温时间,不仅有利于液相Al充分溶入孔隙中,还能促进活性炭的渗入,从而提高碳化硼制品的致密化程度;(4)活性炭的渗碳作用,不仅可得到致密度更高的渗层,还可减少碳化硼制品的氧化;(5)烧结制品的密度和烧结温度的关系符合黄培云粉末烧结综合作用理论;(6)碳化硼水选废料烧结过程中物质的主要迁移机构为粘性流动,且表观活化能为36.58 kJ/mol。