安徽工大團隊成功研發低硼化鈦含量新型陶瓷

碳化硼(B4C)陶瓷具有熔點高、密度低、化學穩定性強以及耐磨性好等優良性能，廣泛應用于耐磨、裝甲防護等領域。在碳化硼基體中引入第二相硼化鈦(TiB2)，形成B4C-TiB2復相陶瓷，不僅能有效提高碳化硼陶瓷的力學性能，還能顯著降低復相陶瓷的電阻率，實現結構功能一體化。然而，由于硼化鈦比碳化硼密度更大，本征硬度更低，硼化鈦的加入也增加了材料的比重，降低了材料的硬度。

安徽工業大學材料科學與工程學院教授冉松林團隊經過一系列研究，發現在保證高致密度和良好導電性能的前提下，降低B4C-TiB2復相陶瓷中硼化鈦的比例，可進一步滿足工業和軍工領域對超輕、超硬材料的需求。團隊通過化學反應協同基體晶粒選擇性吸收生長法，設計并制備了一種低硼化鈦含量的超輕、超硬、導電B4C-TiB2復相陶瓷，并通過探索復相陶瓷的顯微結構與其導電性能、力學性能間的關系，實現了對B4C-TiB2復相陶瓷在結構和功能性能上的可控調節。本研究為結構功能一體化材料的制備及性能研究提供了一種新的思路。

此外，冉松林團隊還借助反應燒結在TiB2-TiC-SiC復相陶瓷中原位構建獨特的顯微結構，實現復相陶瓷的強度與韌性的同步提升，解決了陶瓷材料強度與韌性難以兼顧的難題。