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       （摘要）立方氮化硼(cBN)具有硬度高、導熱性能好、熱穩定性好、對鐵族元素的化學惰性等優點。因此，被廣泛地應用于加硬化鋼、鑄鐵或其他難處理合金材料。聚晶立方氮化硼(PcBN)復合材料是采用不同粘結劑與cBN微粉在高溫高壓下燒結而成。PcBN獨特的結構可以克服單晶cBN的解理、各向異性等缺點，因而在工業領域得到了廣泛的應用，特別是在硬鐵材料和難加工材料中。

       粘結劑的選擇直接影響PcBN復合材料的力學性能，采用合適的粘結劑不僅可以降低燒結壓力和溫度要求，還可以促進cBN-cBN的結合，改善PcBN綜合性能。其中， Al、Ti可以與cBN反應生成一系列高熔點、高硬度的物相，并且Al在高溫下熔融為液相，改善燒結機制，有利于cBN微粉結合在一起， 因此常被用來作為PcBN燒結的結合劑。Yuan等人在常壓條件下，通過放電等離子燒結技術制備PcBN，發現添加Al和Ti不僅有利于抑制cBN向hBN的轉變，且會與cBN反應生成硬質相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，研究溫度對燒結cBN-Ti-A1體系合成PcBN復合材料的影響。結果表明，在該體系中發現有性能優異TiB2棒晶的形成，棒晶的拔出和橋聯機制改善了PcBN的抗彎強度。但是在該制備過程中存在低溫TiB2棒晶晶型偏向于板狀，致密度相對較低，而高溫棒晶長徑比較小且不均一等問題。稀土作為一類表面活性類物質，不僅會影響液相粘度，改善致密性，而且Shibata等人研究稀土對β-Si3N4棒晶的影響，稀土離子會選擇性吸附在棒晶側面，影響棒晶生長的各向異性，促進棒晶的生長。而TiB2與Si3N4具有類似的六方晶系結構。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cBN-A1-Ti體系原位合成棒晶TiB2增強PcBN的影響，分析稀土氧化物對棒晶TiB2的晶型、含量和長徑比的影響，并對PcBN復合材料的顯微結構和力學性能進行分析。

       研究發現，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對于TiB2棒晶生長和含量促進效果不明顯， Nd2O3 反而導致TiB2棒晶含量減少，出現大量團聚片狀TiN，而添加Gd2O3有利于TiB2棒晶生成，改善TiB2棒晶晶型和長徑比，此時PcBN獲得最佳綜合性能。

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