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随着机械制造加工工业的发展,聚晶立方氮化硼(PcBN)作为刀具材料的作用日趋重要。PcBN的性能不仅取决于立方氮化硼(cBN)单晶的质量,在很大程度上还取决于结合剂的性能。本文利用放电等离子烧结工艺(SPS),对cBN单晶与常用结合剂组份(Al、Ti、Si或TiC、TiN、TiC0.7N0.3)构成的二元或多元混合体系进行烧结实验,并采用DSC、XRD、TEM、SAED以及SEM等分析手段对样品进行了物相、显微结构和成分分析,用以研究SPS工艺条件下cBN与结合剂组份的结合机理。结果表明:从室温到1600℃,惰性(Ar)气氛中,cBN在1327.5℃左右,发生晶体结构转变;空气中,cBN极易被氧化,且在1317.9℃左右,发生晶体结构转变。通过对烧结体的X射线衍射分析发现,单一的cBN单晶在1400℃时就有微量的hBN出现;而且随着烧结温度的升高,cBN向hBN的转化率逐渐增加。Al与cBN从1300℃就开始发生反应,生成AlN和AlB12。Ti与cBN从1300℃开始就发生明显反应,生成TiN和TiB2,随着温度升高,产物种类没有改变,但其含量不断增加。在1300℃的Si-cBN烧结体中,出现菱方氮化硼(rBN)相。随着温度升高,rBN向hBN转化。在1450℃时Si与氮化硼反应生成了Si3N4。TiC、TiN、TiC0.7N0.3与cBN的混合体系的SPS烧结实验结果表明,这些化合物与cBN存在不同程度的反应,在烧结体中均出现hBN相,因此这些化合物不可单独选用做为SPS条件下PcBN的粘结剂。采用放电等离子(SPS)在1250～1450℃温度范围内制备出了致密的Si3N4-Al2O3-AlN-Y2O3结合剂的PcBN。