CN1907906A - 生产陶瓷或陶瓷类焊剂所用的共晶粉末添加剂及其制备方法 - Google Patents

生产陶瓷或陶瓷类焊剂所用的共晶粉末添加剂及其制备方法 Download PDF

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CN1907906A CN 200510060344 CN200510060344A CN1907906A CN 1907906 A CN1907906 A CN 1907906A CN 200510060344 CN200510060344 CN 200510060344 CN 200510060344 A CN200510060344 A CN 200510060344A CN 1907906 A CN1907906 A CN 1907906A
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Abstract

生产陶瓷或陶瓷类焊剂所用的共晶粉末添加剂及其制备方法，是由C、B、Si、M、Me、TM、MO、TMO2、Me2O3、Me4Al2O9、MAl2O4、MeAlO3、Me3Al5O12、TMN、TMC、TM2C、TMSi2、TMB2、TMB、MeB6、MeN、Al2O3、Si3N4、SiC、B4C中任一能产生共晶反应的组合中各组元均匀混合制得的混合粉末，或以此混合粉末为开始材料用高温熔融固化法制得的复合材料，经压碎、研磨而成的具有共晶复合结构的混合粉术。本发明所提供的共晶陶瓷粉末制备高性能MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等结构陶瓷具有优良的技术性能，应用范围更为广阔。加之烧结温度和烧结压力降低，生产成本和投资成本都显著降低。

Description

生产陶瓷或陶瓷类焊剂所用的共晶粉末添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷生产技术，特别是共晶粉末添加剂及其制备方法，如VB2/LaB6，VB2/LaB6/B4C，VB2/SiC/B4C，VN/SiC/B4C，VB2/SiC/VC，VB2/SiC/LaB6或VB2/SiC/B4C/LaB6等共晶粉末，此类添加剂主要用于MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN或B4C等单相陶瓷，复合陶瓷，梯度陶瓷和陶瓷薄膜的烧结，以及陶瓷涂层的制备，陶瓷和陶瓷、陶瓷和金属的焊接等领域。
背景技术
MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等结构材料具有许多优良特性。如Thevenot，F.J.Eur.Ceram.Soc.1990，6，205所述，立方BN，TiB2和B4C有较低密度，极高硬度和强度，可以阻挡子弹射击。热压烧结的立方BN，TiB2和B4C陶瓷已被用于制备防弹衣，直升机和坦克的轻质装甲板以及工具等，如Mingwei Chen，Iames W.McCauley，Kevin J.Hemker，SCIENCE，2003，299，1563所述。MoSi2，Si3N4，SiC具有高强度，高硬度，耐磨损，耐腐蚀，耐热冲击、耐高温氧化等特性，适用于1200℃以上的高温应用，如涡轮发动机部件和宇航材料。如Telle，R.and Petzow，G..Mater.Sci.Eng.1988，A105/106，97所述，但是由于MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等具有很高的共价键含量，在陶瓷制备中由于颗粒之间的体积扩散速度很慢，在无添加剂条件下很难使陶瓷致密化。MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C陶瓷烧结一般在高温高压和添加剂存在下进行。如目前B4C陶瓷的热压烧结主要以Al，Mg，Si，Ti，V，Cr，Fe，Ni，B，C为添加剂在1750-1900℃，5-40MPa条件下进行，如Gursoy Arslan，Ferhat Kara，Servet Turan，Journal of the European Ceramic Society 2003，23，1243-1255所述，烧结体密度为95％。SiC的热压烧结一般采用Fe，Al，B，Be，Al2O3，BeO，AlN，BN，B4C为添加剂在2000℃，50MPa下进行。然而，在这些添加剂中，熔化温度较低的添加剂如Fe，Al，Ti等由于其硬度和强度较差，影响B4C和SiC陶瓷烧结体的总体性能，而机械强度较高的添加剂如Al2O3和AlN熔化温度较高，很难在较低温度下烧结出致密B4C和SiC陶瓷。因此寻找一种具有较低熔化温度和较高机械性能的添加剂是改善陶瓷烧结条件制备高性能MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等陶瓷的关键。元素周期表中三，四，五和六副族的过渡金属(如Sc，La，Cr，V，Ti，Zr，Nb，Ta，Hf，Mo，W)，及其对应的氧化物、硼化物、氮化物和碳化物等结构材料具有许多优良的机械性能。但是由于这些材料本身熔点较高(＞2000℃)，而且在MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等陶瓷烧结中，一般采用单相粉末作为烧结助剂，很难更有效地降低MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等陶瓷的烧结温度，如D.D.Radev and Z.T.Zakhariev，Journal of Alloys and Compounds，196(1993)93-96所述。共晶混合粉末由于在烧结过程中能与烧结体形成共晶反应，可以降低烧结体的烧结温度，此外由共晶反应形成的具有共晶复合结构的共晶混合粉末由于其熔化温度较低，采用此粉末为添加剂也可以在低温下使烧结体烧结致密。而采用含三，四，五和六副族的过渡金属(如Sc，La，Cr，V，Ti，Zr，Nb，Ta，Hf，Mo，W)化合物的共晶组合中各组元的混合粉末或由此混合粉末为开始材料通过共晶反应形成的具有共晶复合结构的混合粉末为添加剂用于MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等结构陶瓷的烧结或焊剂，目前尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于生产高性能MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等陶瓷单相材料、陶瓷复合材料、陶瓷涂层、梯度材料、薄膜材料以及用于陶瓷和陶瓷、陶瓷和金属的焊剂所用的具有较低熔化温度和较高机械性能的共晶粉末添加剂及其制备方法。
本发明所述生产陶瓷的共晶粉末添加剂，其特征在于：该陶瓷添加助剂是由C、B、Si、M、Me、TM、MO、TMO2、Me2O3、Me4Al2O9、MAl2O4、MeAlO3、Me3Al5O12、TMSi2、TM5Si3、MeN、TMN、TMC、TM2C、TMB、TMB2、MeB6、Al2O3、Si3N4、SiC、B4C中任一能形成共晶反应的组合中各组元均匀混合制得的混合粉末，或以此混合粉末为开始材料通过熔融固化制得的物相为C、Si、B、M、MO、TMO2、Me2O3、Me4Al2O9、MAl2O4、MeAlO3、Me3Al5O12、TMSi2、TM5Si3、TM5SiB2、TM5Si3C、Si3N4、TMN、TM2C、TMC、TMB、TMB2、MeB6、Al2O3、SiC、B4C中对应组合的具有共晶结构的复合陶瓷材料，分别经压碎研磨而成的粒度为0.1-50μm的具有共晶复合结构的混合粉末。
上述开始材料中能形成共晶反应的组合包括M/TMO2、M/Me2O3、M/MO、M/TMB、M/TMB2、M/TMC、M/TMC/TMB、C/TMC、C/TMB2、C/TMC/TMB2、Si/TMSi2、TMB2/SiC、TMSi2/SiC、TMSi2/TMC、TMSi2/TM5Si3、TMSi2/TMB2、TMSi2/TM5Si3/SiC、TMSi2/SiC/TMB2、TMN/B4C/SiC、TM/B4C/SiC、TMC/B4C/SiC、TMO2/B4C/SiC/C、TMB2/B4C/SiC、B4C/SiC/MeB6、B4C/SiC/Me、B4C/SiC/Me2O3、B4C/SiC/MeN、TMB2/SiC/MeB6、TMB2/SiC/MeB6/B4C、TMB2/SiC/Me/B4C、TMB2/SiC/MeN/B4C、TMB2/SiC/Me2O3/B4C、TMN/SiC/MeB6/B4C、TMC/SiC/MeB6/B4C、TM/SiC/MeB6/B4C、TMO2/SiC/MeB6/B4C/C、TMC/TMB2/SiC、TMB2/MeB6、TMB2/MeB6/B4C、TMB2/Me/B4C、TMB2/Me2O3/B4C、TMB2/MeN/B4C、TMO2/C/MeB6/B4C、TM/MeB6/B4C、TMC/MeB6/B4C、TMN/MeB6/B4C、TMB/SiC、TMB/TM2C、TMB/TMB2/SiC、TMC/TMB/SiC、TMB/TMB2/TMC/SiC、Me4Al2O9/Me2O3、Al2O3/Me3Al5O12/TMO2、Al2O3/MAl2O4/TMO2、Al2O3/MeAlO3/TMO2、Al2O3/MeAlO3/MAl2O4/TMO2、MO/Al2O3/MeAlO3/TMO2、MO/Al2O3/Me3Al5O12/TMO2、Al2O3/Me2O3/MAl2O4/TMO2、Al2O3/Me3Al5O12/MAl2O4/TMO2、Al2O3/Me2O3/TMO2、MO/Al2O3/TMO2、MO/Al2O3/Me2O3/TMO2(M＝Mg，Al，Ti，V，Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta，W；TM＝Sc，Ce，Al，Si，V，Cr，Ti，Zr，W，Mo，Nb，Ta，Hf，Me＝Sc，Ca，Al，Cr，Y，La，RE，RE表示稀土元素)等多种共晶组合。上述共晶组合中由各组元均匀混合形成的各种共晶混合粉末添加剂或以此共晶混合粉末为开始材料通过熔融固化形成以下多种共晶复合陶瓷材料的制备配方如下，以摩尔百分比计：
共晶复合材料             共晶混合粉末               制备配方
M/TMO2                  M/TMO2            M      10-30％       TMO2     70-90％
M/Me2O3               M/Me2O3          M      10-30％       Me2O3   70-90％
M/MO                     M/MO               M      10-30％       MO         70-90％
M/TMB                    M/TMB              M      85-95％       TMB        5-15％
M/TMC                    M/TMC              M      85-95％       TMC        5-15％
M/TMC/TMB                M/TMC/TMB          M      50-70％       TMC        20-40％
                                                                 TMB        5-25％
M/TMB2                  M/TMB2           M      85-95％       TMB2      5-15％
C/TMC                    C/TMC              C      20-40％       TMC        50-80％
C/TMB2                  C/TMB2           C      20-40％       TMB2      50-80％
C/TMC/TMB2              C/TMC/TMB2       C      10-30％       TMC        40-60％
                                                                 TMB2      25-50％
Si/TMSi2                Si/TMSi2         Si     50-95％       TMSi2     5-50％
TMB2/SiC                TMB2/SiC         SiC    24-38％       TMB2      62-76％
TMSi2/SiC               TMSi2/SiC        TMSi2 75-95％       SiC        5-15％
TMSi2/TMC               TMSi2/TMC        TMSi2 75-95％       TMC        5-15％
TMSi2/TM5Si3          TMSi2/TM5Si3 TMSi2 60-80％        TM5Si3  20-40％
TMSi2/TMB2             TMSi2/TMB2     TMSi2 60-80％       TMB2      20-40％
TMSi2/SiC/TMB2         TMSi2/SiC/TMB2 TMSi2 50-70％       SiC        2-10％
                                                                 TMB2     20-40％
TMB2/SiC/C              TMN/SiC/B4C      SiC    15-30％       TMN        45-60％
                                                                        B4C        20-30％
TMB2/SiC/C             TMC/SiC/B4C             SiC      15-30％      TMC          45-60％
                                                                        B4C        20-30％
TMB2/SiC/C             TM/SiC/B4C              SiC      15-30％      TM           45-60％
                                                                        B4C        20-30％
TMB2/SiC/C             TMO2/SiC/B4C/C         SiC      5-25％       TMO2       20-40％
                                                  B4C     10-30％      C           35-50％
TMB2/B4C/SiC/C        TMN/B4C/SiC             SiC      20-35％      TMN         10-30％
                                                                        B4C        40-60％
TMB2/B4C/SiC/C        TMC/B4C/SiC             SiC      20-35％      TMC         10-30％
                                                                        B4C        40-60％
TMB2/B4C/SiC/C        TM/B4C/SiC              SiC      20-35％      TM          10-30％
                                                                        B4C        40-60％
TMB2/B4C/SiC/C        TMO2/B4C/SiC/C         SiC      20-35％      TMO2       10-30％
                                                  B4C     30-50％      C           10-40％
TMB2/B4C/SiC          TMB2/B4C/SiC           SiC      25-41％      TMB2       8-35％
                                                                        B4C        33-52％
B4C/SiC/MeB6          B4C/SiC/MeB6           SiC      30-50％      MeB6      10-30％
                                                                        B4C        30-50％
B4C/SiC/MeB6/C        B4C/SiC/MeN             SiC      30-50％      MeN         5-25％
                                                                        B4C       40-60％
B4C/SiC/MeB6/C        B4C/SiC/Me              SiC      30-50％      Me          5-25％
                                                                        B4C       40-60％
B4C/SiC/MeB6/C        B4C/SiC/Me2O3         SiC     25-45％      Me2O3    5-20％
                                                                        B4C       45-65％
TMB2/SiC/MeB6         TMB2/SiC/MeB6          SiC     40-65％      TMB2       5-30％
                                                                       MeB6       20-40％
TMB2/SiC/MeB6/B4C    TMB2/SiC/MeB6/B4C    SiC     30-50％      TMB2       5-25％
                                                  MeB6   5-20％       B4C        35-55％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C  TMN/SiC/MeB6/B4C      SiC     30-55％      TMN          5-25％
                                                  MeB6   5-20％       B4C        35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C     TMC/SiC/MeB6/B4C      SiC       30-55％     TMC       5-25％
                                                     MeB6     5-20％     B4C      35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C     TM/SiC/MeB6/B4C       SiC       30-55％     TM        5-25％
                                                     MeB6     5-20％     B4C      35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C     TMO2/SiC/MeB6/B4C/C  SiC       20-35％    TMO2      5-25％
                                                     MeB6     5-20％     B4C      10-35％
                                                     C         5-30％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C     TMB2/SiC/MeN/B4C      SiC        25-50％    MeN       5-20％
                                                     TMB2     5-25％     B4C      35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C     TMB2/SiC/Me/B4C       SiC        25-50％    Me        5-20％
                                                     TMB2     5-25％     B4C      35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C     TMB2/SiC/Me2O3/B4C  SiC       20-45％    Me2O3   5-20％
                                                     TMB2     5-25％     B4C      30-55％
TMC/TMB2/SiC               TMC/TMB2/SiC           SiC       10-25％    TMB2      31-44％
                                                                          TMC        39-52％
TMB2/MeB6                 TMB2/MeB6             TMB2    35-65％    MeB6      35-65％
TMB2/MeB6/B4C           TMB2/MeB6/B4C        MeB6     5-35％    TMB2      5-35％
                                                                         B4C       40-70％
TMB2/MeB6/B4C/C         TMN/MeB6/B4C          MeB6     5-25％    TMN        10-30％
                                                                         B4C       45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C         TMC/MeB6/B4C          MeB6     5-25％    TMC        10-30％
                                                                         B4C       45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C         TM/MeB6/B4C           MeB6     5-25％    TM         10-30％
                                                                         B4C       45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C         TMO2/MeB6/B4C/C      MeB6     5-15％    TMO2     10-30％
                                                     B4C      30-55％   C          20-45％
TMB2/MeB6/B4C/C         TMB2/MeN/B4C          TMB2     10-30％   MeN        5-25％
                                                                         B4C       45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C         TMB2/Me/B4C           TMB2     10-30％   Me         5-25％
                                                                         B4C      45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C         TMB2/Me2O3/B4C     TMB2     5-30％    Me2O3   2-15％
                                                                                                 B4C       45-70％
TMB/SiC                               TMB/SiC                        TMB          50-70％        SiC        30-50％
TMB/TM2C                             TMB/TM2C                     TMB          50-70％        TM2C      30-50％
TMB/SiC/TMB2                         TMB/SiC/TMB2                 TMB          15-30％        SiC         40-60％
                                                                                                 TMB2      15-35％
TMB/TMC/SiC                            TMB/TMC/SiC                   TMB          15-35％        SiC        35-55％
                                                                                                 TMC        15-35％
Me4Al2O9/Me2O3                  Al2O3/Me2O3              Al2O3     10-30％        Me2O3    70-90％
Al2O3/Me3Al5O12/TMO2           Al2O3/Me2O3/TMO2        Me2O3     10-25％        Al2O3    55-75％
                                                                                                TMO2       10-30％
Al2O3/MeAlO3/TMO2                Al2O3/Me2O3/TMO2        Me2O3     10-30％        Al2O3    50-70％
                                                                                                TMO2       10-35％
Al2O3/MAl2O4/TMO2               Al2O3/MO/TMO2             Al2O3     35-50％        TMO2       25-45％
                                                                                                MO          15-40％
Al2O3/MeAlO3/MAl2O4/TMO2       Al2O3/Me2O3/TMO2/MO    Me2O3     5-30％         Al2O3    35-50％
                                                                    TMO2        15-35％        MO          5-25％
Al2O3/Me3Al5O12/MAl2O4/TMO2 Al2O3/Me2O3/TMO2/MO    Me2O3      5-25％         Al2O3    35-55％
                                                                    TMO2        15-35％        MO          5-25％
上述配方中，M＝Mg，Al，Ti，V，Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta，W；TM＝Sc，Ce，Si，Al，V，Cr，Ti，Zr，W，Mo，Nb，Ta，Hf，Me＝Sc，Al，Ca，Cr，Y，La，RE(RE表示稀土元素)。MO可选用MgO或CoO或CuO或NiO或FeO；Me2O3可选用Sc2O3或Al2O3或Cr2O3或Y2O3或La2O3或RE2O3或Sc2O3，Al2O3，Cr2O3，Y2O3，La2O3，RE2O3中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(Al，Cr)2O3固熔体；MAl2O4可选用MgAl2O4或FeAl2O4或CoAl2O4或NiAl2O4或CuAl2O4；MeAlO3可选用YAlO3或LaAlO3或REAlO3或YAlO3，LaAlO3，REAlO3中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体；Me3Al5O12可选用Y3Al5O12或La3Al5O12或RE3Al5O12或Y3Al5O12，La3Al5O12，RE3Al5O12中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体；Me4Al2O9可选用Y4Al2O9或La4Al2O9或RE4Al2O9或Y4Al2O9，La4Al2O9，RE4Al2O9中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体；MeB6可选用CaB6或CrB6或YB6或LaB6或REB6或CaB6，CrB6，YB6，LaB6，REB6中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(La，Ca)B6固熔体；TMO2可选用SiO2或CeO2或VO2或TiO2或WO2或MoO2或NbO2或ZrO2或TaO2或HfO2或SiO2，CeO2，VO2，TiO2，WO2，MoO2，NbO2，ZrO2，TaO2，HfO2中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(ZrxHf1-x)O2固熔体；TMN可选用AlN或VN或TiN或ZrN或NbN或TaN或HfN或AlN，VN，TiN，ZrN，NbN，TaN，HfN中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)N固熔体；TMSi2可选用CeSi2或CrSi2或VSi2或TiSi2或WSi2或MoSi2或NbSi2或ZrSi2或TaSi2或HfSi2或CeSi2，CrSi2，VSi2，TiSi2，WSi2，MoSi2，NbSi2，ZrSi2，TaSi2，HfSi2中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(NbxMo1-x)Si2固熔体；TM5Si3可选用Ce5Si3或Cr5Si3或V5Si3或Ti5Si3或W5Si3或Mo5Si3或Nb5Si3或Zr5Si3或Ta5Si3或Hf5Si3或Ce5Si3，Cr5Si3，V5Si3，Ti5Si3，W5Si3，Mo5Si3，Nb5Si3，Zr5Si3，Ta5Si3，Hf5Si3中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(NbxMo1-x)5Si3固熔体；TMC可选用VC或TiC或WC或MoC或ZrC或NbC或TaC或HfC或VC，TiC，WC，MoC，ZrC，NbC，TaC，HfC中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)C固熔体；TM2C可选用V2C或Ti2C或W2C或Mo2C或Zr2C或Nb2C或Ta2C或Hf2C或V2C，Ti2C，W2C，Mo2C，Zr2C，Nb2C，Ta2C，Hf2C中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)2C固熔体；TMB2可选用ScB2或CrB2或VB2或TiB2或WB2或MoB2或NbB2或ZrB2或TaB2或HfB2或ScB2，CrB2，VB2，TiB2，WB2，MoB2，NbB2，ZrB2，TaB2，HfB2中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)B2固熔体；TMB可选用CrB或VB或TiB或WB或MoB或NbB或ZrB或TaB或HfB或CrB，VB，TiB，WB，MoB NbB，ZrB，TaB，HfB中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)B固熔体。
上述共晶粉末添加剂的制备方法，其特征在于：以上述任一组所述配方为开始材料，在滚筒中均匀混合制得共晶混合粉末作为添加剂，或以此混合粉末为开始材料通过熔融固化法制得的对应组合共晶复合陶瓷材料，在研钵或游星型粉碎机中压碎并研磨成大小为0.5～50μm的具有共晶复合结构的共晶混合粉末添加剂(或称共晶复合粉末添加剂)。上述由同一配方采用两种不同制备工艺，前者(第一工艺)制备工艺简单，但后者(第二工艺)制得的复合粉末具有的共晶复合结构更具良好的材料性能并有利于降低烧结温度。
详细地说，上述熔融固化法可采用电弧熔炼法或浮区法或下拉法或引上法或喷雾法或滚筒熔体旋转急冷法或铸造法。
更详细地说，按上述任一组所述配方称取开始材料，在滚筒中混合均匀制得共晶混合粉末添加剂，或以此混合粉末为开始材料，在10-20MPa压力下压制成直径为5-20mm的圆柱状坯体，然后在小型直流电弧熔炼炉中，在10-30cmHg的Ar气氛中制得对应组合共晶复合陶瓷材料，在研钵或游星型粉碎机中压碎成粒度为0.5-50μm具有共晶复合结构的共晶复合粉末。
本发明的共晶粉末作为添加剂可以通过与烧结体形成液相，在其共晶熔化温度附近(1650-2000℃)烧结出致密的MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等陶瓷及复合陶瓷。一组SiC和B4C陶瓷的烧结条件和性能实验对比数据如下表所示：
                          B4C陶瓷的烧结条件和性能对比
  第一工艺B4C陶瓷   第二工艺B4C陶瓷   传统工艺商业B4C陶瓷
  烧结方法   热压   热压   热压
  烧结添加剂   VB2/SiC/B4C共晶混合粉末   VB2/SiC/B4C共晶复合粉末   Fe，Al，Si，Ti
  烧结温度(℃)   1930   1900   2000
  烧结压力(MPa)   50   50   500
  烧结体密度(％理论密度)   99.5-100   99.9-100   98.5
  断裂韧性(MPa/m1/2)   3.0   3.0   3.0
  硬度(GPa)   37.5   38   32
  抗弯强度(MPa)   610   620   450
                            SiC陶瓷的烧结条件和性能对比
  第一工艺SiC陶瓷   第二工艺SiC陶瓷   传统工艺商业用SiC陶瓷
  烧结方法   热压   热压   热压
  烧结助剂   Al2O3/Y2O3/ZrO2共晶混合粉末   Al2O3/Y3Al5O12/ZrO2共晶复合粉末   Fe，Al，B，Be，Al2O3或BeO
  烧结温度(℃)   1800   1750   2000
  烧结压力(MPa)   50   50   50
  烧结体密度(％理论密度)   99.5   99.7   98.5
  断裂韧性(MPa/m1/2)   4.0   4.0   3.5
  硬度(100克)(GPa)   26   26.5   24
  抗弯强度(MPa)   520   530   460
可见，本发明所提供的共晶粉末制备高性能MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C等结构陶瓷具有优良的技术性能，应用范围更为广阔。加之烧结温度和烧结压力降低，生产成本和投资成本都会显著降低。
附图说明
图1是VB2/SiC/B4C的相图。
图2是VN/SiC/B4C的相图。
图3中(a)和(b)分别是VB2/SiC和VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷的XRD谱。
图4中(a)和(b)分别是C/VB2/SiC和C/VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷的XRD谱。
图5中(a)和(b)分别是VB2/SiC和VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷的SEM照片。
图6中(a)和(b)分别是C/VB2/SiC和C/VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷的SEM照片。
图7是以浓度为10vol％的VB2/SiC/B4C共晶混合粉末为烧结剂在1930℃，80MPa下热压烧结10分钟制得的B4C陶瓷的SEM照片。
图8是以浓度为10vol％的VB2/SiC/B4C共晶复合粉末为烧结剂在1900℃，80MPa下热压烧结10分钟制得的B4C陶瓷的SEM照片。
图9是本发明共晶粉末制备流程图。
图10是本发明共晶粉末作为烧结剂制备陶瓷的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：在图1中VB2/SiC/B4C是一个共晶体系，SiC，VB2和B4C组元能形成共晶反应，VB2/SiC共晶粉末的制备配方为67-71mol％VB2与29-33mol％SiC，VB2/SiC共晶复合材料的熔化温度为2150±30℃。VB2/SiC/B4C共晶粉末的制备配方为20-24mol％，VB2、40-48mol％B4C、30-36mol％SiC，共晶复合材料的熔化温度为1870±30℃。
实施例2：在图2中VN/B4C/SiC是一个共晶反应体系。VN/B4C/SiC由共晶反应形成SiC/VB2/B4C/C共晶复合材料。C/VB2/SiC共晶粉末的制备配方为47-51mol％VN、23-26mol％B4C、24-28mol％SiC，熔化温度为2120±30℃。VN/B4C/SiC和C/VB2/SiC/B4C共晶粉末的制备配方都为18-22mol％VN、46-54mol％B4C、26-34mol％SiC．C/VB2/SiC/B4C的熔化温度为1850±30℃。从实施例1，2可以看出，由于VB2/SiC，VB2/SiC/B4C，C/VB2/SiC和C/VB2/SiC/B4C等共晶复合陶瓷的熔化温度比VB2或SiC或B4C低很多。因此采用共晶粉末为烧结助剂可以在低温下通过液相烧结制备MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC和B4C等难烧结的陶瓷。
实施例3：在图3中，以VB2和SiC或VB2，SiC和B4C为开始材料，由熔融固化法可以形成VB2/SiC或VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷材料。
实施例4：在图4中，以B4C，VN和SiC为开始材料，由熔融固化法可以形成C/VB2/SiC或C/VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷材料。
实施例5：图5给出了VB2/SiC和VB2/SiC/B4C复合材料的微结构。在图5(a)中灰白色的物相为VB2，黑色的物相为SiC，厚度为600纳米的VB2颗粒均匀分散在SiC基体中。在图5(b)中白色物相为VB2，灰色物相为SiC，黑色物相为B4C。镶嵌着厚度为600纳米VB2柱状颗粒的SiC颗粒均匀分散在B4C基体中。
实施例6：在图6中C/VB2/SiC和C/VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷的微结构分别与VB2/SiC和VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷的微结构相似。从实施例5，6可以看出由于VB2/SiC，VB2/SiC/B4C，C/VB2/SiC和C/VB2/SiC/B4C共晶复合陶瓷均匀的微结构使压碎研磨成的粒度为1-20μm的共晶复合陶瓷粉末具有与体材料一致的组分和微结构，从而确保研磨形成的共晶复合陶瓷粉末具有低的熔化温度。
实施例7：从图7中由VB2/SiC/B4C共晶混合粉末为添加剂在1930℃烧结的B4C陶瓷微结构中几乎看不出孔洞。说明以VB2/SiC/B4C共晶混合粉末为烧结助剂可以在较低温度和压力下烧结出非常致密的B4C陶瓷。
实施例8：从图8中由VB2/SiC/B4C共晶复合粉末为添加剂在1900℃烧结的B4C陶瓷微结构中几乎看不出孔洞。说明以VB2/SiC/B4C共晶复合粉末为烧结助剂可以在较低温度和压力下烧结出非常致密的B4C陶瓷。
实施例9：对图9共晶粉末的制备流程举例1：VB2/SiC共晶粉末的制备可以按组成67-71mol％VB2与29-33mol％SiC混合，搅拌均匀后制得共晶混合粉末。也可以以上述VB2和SiC混合粉末为开始材料，在10-20MPa的压力下压制成直径为5-20mm的圆柱状坯体，然后在额定电压为100V，电流为600A的小型直流电弧炉中，在20cmHg的Ar气氛中熔制，制得共晶复合陶瓷的物相为VB2和SiC，见图3中(a)。微结构为层状结构，层状VB2和SiC颗粒的厚度分别为600nm，见图5中(a)。上述制备的VB2/SiC共晶材料在研钵或游星型粉碎机中压碎成粒度为0.5-20μm的具有共晶复合结构的共晶混合粉末。上述粉末被用作MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC和B4C陶瓷的烧结助剂。
对图9共晶粉末的制备流程举例2：VN，SiC和B4C粉末按组成47-51mol％VN、23-26mol％B4C、24-28mol％SiC混合，通过搅拌均匀制得共晶混合粉末。也可以以上述混合粉末为开始材料，在10-20MPa的压力下压制成直径为5-20mm的圆柱状坯体。然后在额定电压为100V，电流为600A的小型直流电弧炉中，在20cmHg的Ar气氛中熔制，制得的共晶复合陶瓷物相为C，VB2和SiC，见图4中(a)。微结构为层状结构，层状VB2和SiC颗粒的厚度分别为600nm，见图6中(a)。上述制备的C/VB2/SiC共晶陶瓷在研钵或游星型粉碎机中压碎成粒度为1-20μm的具有共晶复合结构的共晶混合粉末。上述两种共晶混合粉末被用作MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C陶瓷的烧结助剂。
对图9共晶粉末的制备流程举例3：VB2，SiC和B4C粉末按组份20-24mol％VB2、40-48mol％B4C、30-36mol％SiC混合，搅拌均匀后制得共晶混合粉末。或以上述混合粉末为开始材料，在10-20MPa的压力下压制成直径为5-20mm的圆柱状坯体。然后在额定电压为100V，电流为600A的小型直流电弧炉中，在20cmHg的Ar气氛中熔制。制得的共晶复合陶瓷物相为VB2，SiC和B4C，见图3中(b))，共晶熔化温度为1870±20℃，微结构为棒状结构，直径为600nm的VB2和直径为600nm的SiC颗粒均匀分布在B4C基体中，见图5(b)。上述制备的VB2/SiC/B4C共晶复合材料在研钵或游星型粉碎机中压碎成粒度为1-20μm的具有共晶复合结构的共晶混合粉末。上述粉末被用作MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C陶瓷的烧结助剂。研究发现由浓度为10vol％的VB2/SiC/B4C上述共晶混合粉体为烧结助剂在1930℃、80MPa下热压烧结10分钟制得的B4C陶瓷的密度都接近99.5-100％，其SEM照片见图7。由浓度为10vol％的VB2/SiC/B4C上述共晶复合粉体为烧结助剂在1900℃、80MPa下热压烧结10分钟制得的B4C陶瓷的密度都接近99.9-100％，其SEM照片见图8。
对图9共晶粉末的制备流程举例4：VN、SiC和B4C粉末按组份18-22mol％VN、46-54mol％B4C、26-34mol％SiC混合，搅拌均匀后制得共晶混合粉末，此粉末被用作MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C陶瓷的烧结助剂。或以上述制得的共晶混合粉末为开始材料，在10-20MPa的压力下压制成直径为5-20mm的圆柱状坯体。然后在额定电压为100V，电流为600A的小型直流电弧炉中，在20cmHg的Ar气氛中熔制。制得的共晶复合陶瓷的物相为C，VB2，SiC和B4C，见图4中(b)。共晶熔化温度为1870±20℃，微结构为棒状结构，直径为600nm的VB2和直径为600nm的SiC颗粒均匀分布在B4C基体中，见图6中(b)。上述制备的C/VB2/SiC/B4C共晶材料在研钵或游星型粉碎机中压碎成粒度为1-20μm的具有共晶复合结构的共晶混合粉末。此粉末也被用作MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C陶瓷的烧结助剂。
图10是利用本发明所提供的添加助剂生产B4C或SiC等结构陶瓷的工艺。首先将待烧结材料粉末如SiC或B4C粉末、共晶粉末添加助剂和其它常规添加剂按比例均匀混合，成形形成素坯，再在共晶熔化温度附近采用常压烧结，气压烧结，或热压烧结，或热等静压烧结或SPS等烧结方法烧结成MoSi2，TiB2，Si3N4，SiC，立方BN和B4C陶瓷产品。

Claims (5)

1、一种生产陶瓷或陶瓷类焊剂所用的共晶粉末添加剂，其特征在于：该生产陶瓷的添加剂是由C、B、Si、M、Me、TM、MO、TMO2、Me2O3、MAl2O4、MeAlO3、Me3Al5O12、Me4Al2O9、TMN、MeN、TMC、TM2C、TM5Si3、TMSi2、TMB2、TMB、MeB6、Al2O3、SiC、Si3N4、B4C中任一能产生共晶反应的组合中各组元均匀混合制得的混合粉末，或以此混合粉末为开始材料用高温熔融固化法制得的复合材料，经压碎、研磨而成的具有共晶复合结构的混合粉末。
2、根据权利要求1所述的共晶粉末添加剂，其特征在于：所述的能产生共晶反应的组合包括M/TMO2、M/Me2O3、M/MO、M/TMB、M/TMB2、M/TMC、M/TMC/TMB、C/TMC、C/TMB2、C/TMC/TMB2、Si/TMSi2、TMB2/SiC、TMSi2/SiC、TMSi2/TMC、TMSi2/TM5Si3、TMSi2/TMB2、TMSi2/TM5Si3/SiC、TMSi2/SiC/TMB2、TMN/B4C/SiC、TM/B4C/SiC、TMC/B4C/SiC、TMO2/B4C/SiC/C、TMB2/B4C/SiC、B4C/SiC/MeB6、B4C/SiC/Me、B4C/SiC/Me2O3、B4C/SiC/MeN、TMB2/SiC/MeB6、TMB2/SiC/MeB6/B4C、TMN/SiC/MeB6/B4C、TMC/SiC/MeB6/B4C、TM/SiC/MeB6/B4C、TMO2/SiC/MeB6/B4C/C、TMB2/SiC/Me/B4C、TMB2/SiC/MeN/B4C、TMB2/SiC/Me2O3/B4C、TMC/TMB2/SiC、TMB2/MeB6、TMB2/MeB6/B4C、TMB2/Me/B4C、TMB2/MeN/B4C、TMB2/Me2O3/B4C、TM/MeB6/B4C、TMO2/C/MeB6/B4C、TMC/MeB6/B4C、TMN/MeB6/B4C、TMB/SiC、TMB/TM2C、TMB/TMB2/SiC、TMC/TMB/SiC、TMB/TMB2/TMC/SiC、Me4Al2O9/Me2O3、Al2O3/Me3Al5O12/TMO2、Al2O3/MeAlO3/TMO2、Al2O3/MAl2O4/TMO2、Al2O3/MeAlO3/MAl2O4/TMO2、MO/Al2O3/MeAlO3/TMO2、MO/Al2O3/Me3Al5O12/TMO2、Al2O3/Me2O3/MAl2O4/TMO2、Al2O3/Me3Al5O12/MAl2O4/TMO2、Al2O3/Me2O3/TMO2、MO/Al2O3/TMO2、MO/Al2O3/Me2O3/TMO2等多种共晶组合，其中，M＝Mg，Fe，Co，Ni，Cu，Al，Ti，V，Cr，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta，W；TM＝Sc，Ce，Si，Al，V，Cr，Ti，Zr，W，Mo，Nb，Ta，Hf；Me＝Sc，Al，Ca，Cr，Y，La，RE(RE表示稀土元素)，MO可选用MgO或CoO或CuO或NiO或FeO；Me2O3可选用Sc2O3或Al2O3或Cr2O3或Y2O3或La2O3或RE2O3或Sc2O3，Al2O3，Cr2O3，Y2O3，La2O3，RE2O3中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(Al，Cr)2O3固熔体；MAl2O4可选用MgAl2O4或FeAl2O4或CoAl2O4或NiAl2O4或CuAl2O4；MeAlO3可选用YAlO3或LaAlO3或REAlO3或YAlO3，LaAlO3，REAlO3中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体；Me3Al5O12可选用Y3Al5O12或La3Al5O12或RE3Al5O12或Y3Al5O12，La3Al5O12，RE3Al5O12中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体；Me4Al2O9可选用Y4Al2O9或La4Al2O9或RE4Al2O9或Y4Al2O9，La4Al2O9，RE4Al2O9中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体；MeB6可选用CaB6或CrB6或YB6或LaB6或REB6或CaB6，CrB6，YB6，LaB6，REB6中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(La，Ca)B6固熔体；TMO2可选用SiO2或CeO2或CrO2或VO2或TiO2或WO2或MoO2或NbO2或ZrO2或TaO2或HfO2或SiO2，CeO2，CrO2，VO2，TiO2，WO2，MoO2，NbO2，ZrO2，TaO2，HfO2中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(ZrxHf1-x)O2固熔体；TMN可选用AlN或VN或TiN或ZrN或NbN或TaN或HfN或AlN，VN，TiN，ZrN，NbN，TaN，HfN中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)N固熔体；TMSi2可选用CeSi2或CrSi2或VSi2或TiSi2或WSi2或MoSi2或NbSi2或ZrSi2或TaSi2或HfSi2或CeSi2，CrSi2，VSi2，TiSi2，WSi2，MoSi2，NbSi2，ZrSi2，TaSi2，HfSi2中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(NbxMo1-x)Si2固熔体；TM5Si3可选用Ce5Si3或Cr5Si3或V5Si3或Ti5Si3或W5Si3或Mo5Si3或Nb5Si3或Zr5Si3或Ta5Si3或Hf5Si3或Ce5Si3，Cr5Si3，V5Si3，Ti5Si3，W5Si3，Mo5Si3，Nb5Si3，Zr5Si3，Ta5Si3，Hf5Si3中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(NbxMo1-x)5Si3固熔体；TMC可选用VC或TiC或WC或MoC或ZrC或NbC或TaC或HfC或VC，TiC，WC，MoC，ZrC，NbC，TaC，HfC中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)C固熔体；TM2C可选用V2C或Ti2C或W2C或Mo2C或Zr2C或Nb2C或Ta2C或Hf2C或V2C，Ti2C，W2C，Mo2C，Zr2C，Nb2C，Ta2C，Hf2C中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)2C固熔体；TMB2可选用ScB2或CrB2或VB2或TiB2或WB2或MoB2或NbB2或ZrB2或TaB2或HfB2或ScB2，CrB2，VB2，TiB2，WB2，MoB2，NbB2，ZrB2，TaB2，HfB2中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)B2固熔体；TMB可选用CrB或VB或TiB或WB或MoB或NbB或ZrB或TaB或HfB或CrB，VB，TiB，WB，MoB NbB，ZrB，TaB，HfB中任一组合中各组元通过熔融固化形成的固熔体，如(VxZr1-x)B固熔体；上述共晶组合中由共晶组元均匀混合制得的各种共晶混合粉末添加剂的配方，或以此混合粉末为开始材料经高温熔融固化对应形成的各种共晶复合材料的配方如下，以摩尔百分比计：
共晶复合材料    共晶混合粉末             制备配方(开始材料)
M/TMO2         M/TMO2                  M 10-30％  TMO2 70-90％
M/Me2O3       M/Me2O3               M 10-30％  Me2O3 70-90％
M/MO            M/MO                     M 10-30％  MO 70-90％
M/TMB           M/TMB                    M 85-95％  TMB 5-15％
M/TMC           M/TMC                    M 85-95％  TMC 5-15％
M/TMB2         M/TMB2                  M 85-95％  TMB2 5-15％
M/TMC/TMB       M/TMC/TMB                M 50-70％  TMC 20-40％
                                                    TMB 5-25％
C/TMC             C/TMC             C 20-40％       TMC 50-80％
C/TMB2           C/TMB2           C 20-40％      TMB2 50-80％
C/TMC/TMB2       C/TMC/TMB2       C 10-30％      TMC 40-60％
                                                    TMB2 25-50％
Si/TMSi2         Si/TMSi2         Si 50-95％     TMSi2 5-50％
TMB2/SiC         TMB2/SiC         SiC 20-40％    TMB2 60-80％
TMSi2/SiC        TMSi2/SiC        TMSi2 75-95％ SiC 5-15％
TMSi2/TMC        TMSi2/TMC        TMSi2 75-95％ TMC 5-15％
TMSi2/TM5Si3    TMSi2/TM5Si3   TMSi2 60-80％ TM5Si3 20-40％
TMSi2/TMB2      TMSi2/TMB2     TMSi2 60-80％ TMB2 20-40％
TMSi2/SiC/TMB2  TMSi2/SiC/TMB2 TMSi2 50-70％ SiC 2-10％
                                                    TMB2 20-40％
TMB2/SiC/C       TMN/SiC/B4C      SiC 15-30％    TMN 45-60％
                                                    B4C 20-30％
TMB2/SiC/C       TMC/SiC/B4C      SiC 15-30％    TMC 45-60％
                                                    B4C 20-30％
TMB2/SiC/C       TM/SiC/B4C       SiC 15-30％    TM 45-60％
                                                    B4C 20-30％
TMB2/SiC/C       TMO2/SiC/B4C/C  SiC 5-25％     TMO2 20-40％
                                     B4C 10-30％   C 35-50％
TMB2/B4C/SiC/C  TMN/B4C/SiC      SiC 20-35％    TMN 10-30％
                                                    B4C 40-60％
TMB2/B4C/SiC/C  TMC/B4C/SiC      SiC 20-35％    TMC 10-30％
                                                    B4C 40-60％
TMB2/B4C/SiC/C  TM/B4C/SiC       SiC 20-35％    TM 10-30％
                                                    B4C 40-60％
TMB2/B4C/SiC/C  TMO2/B4C/SiC/C  SiC 20-35％    TMO2 10-30％
                                     B4C 30-50％   C 10-40％
TMB2/B4C/SiC    TMB2/B4C/SiC    SiC 25-45％    TMB2 5-35％
                                                    B4C 30-55％
B4C/SiC/MeB6          B4C/SiC/MeB6           SiC 30-50％     MeB6 10-30％
                                                                  B4C 30-50％
B4C/SiC/MeB6/C        B4C/SiC/MeN             SiC 30-50％     MeN 5-25％
                                                                  B4C 40-60％
B4C/SiC/MeB6/C        B4C/SiC/Me              SiC 30-50％     Me  5-25％
                                                                  B4C 40-60％
B4C/SiC/MeB6/C        B4C/SiC/Me2O3         SiC 25-45％    Me2O3 5-20％
                                                                  B4C 45-65％
TMB2/SiC/MeB6         TMB2/SiC/MeB6          SiC 40-65％     TMB2 5-30％
                                                                  MeB6 20-40％
TMB2/SiC/MeB6/B4C    TMB2/SiC/MeB6/B4C     SiC 30-50％    TMB2 5-25％
                                                   MeB6 5-20％  B4C 35-55％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C  TMN/SiC/MeB6/B4C       SiC 30-55％    TMN 5-25％
                                                   MeB6 5-20％  B4C 35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C  TMC/SiC/MeB6/B4C       SiC 30-55％    TMC 5-25％
                                                   MeB6 5-20％  B4C 35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C  TM/SiC/MeB6/B4C        SiC 30-55％    TM 5-25％
                                                   MeB6 5-20％  B4C 35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C  TMO2/SiC/MeB6/B4C/C   SiC 20-35％    TMO2 5-25％
                                                   MeB6 5-20％  B4C 10-35％
                                                   C 5-30％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C  TMB2/SiC/MeN/B4C       SiC 25-50％    MeN 5-20％
                                                   TMB2 5-25％  B4C 35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C  TMB2/SiC/Me/B4C        SiC 25-50％    Me  5-20％
                                                   TMB2 5-25％  B4C 35-60％
TMB2/SiC/MeB6/B4C/C  TMB2/SiC/Me2O3/B4C  SiC 20-45％    Me2O3 5-20％
                                                   TMB2 5-25％  B4C 30-55％
TMC/TMB2/SiC            TMC/TMB2/SiC            SiC 10-25％    TMB2 30-45％
                                                   TMC   35-55％
TMB2/MeB6             TMB2/MeB6              TMB2 35-65％  MeB6 35-65％
TMB2/MeB6/B4C        TMB2/MeB6/B4C         MeB6 5-35％  TMB2 5-35％
                                                                                     B4C 40-70％
TMB2/MeB6/B4C/C                     TMN/MeB6/B4C            MeB6 5-25％      TMN 10-30％
                                                                                     B4C 45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C                     TMC/MeB6/B4C            MeB6 5-25％      TMC 10-30％
                                                                                     B4C 45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C                     TM/MeB6/B4C             MeB6 5-25％      TM 10-30％
                                                                                     B4C 45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C                     TMO2/MeB6/B4C/C        MeB6 5-15％      TMO2 10-30％
                                                                   B4C 3O-55％      C 20-45％
TMB2/MeB6/B4C/C                     TMB2/MeN/B4C            TMB2 10-30％     MeN 5-25％
                                                                                     B4C 45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C                     TMB2/Me/B4C             TMB2 10-30％     Me 5-25％
                                                                                     B4C 45-70％
TMB2/MeB6/B4C/C                     TMB2/Me2O3/B4C        TMB2 5-30％      Me2O3 2-15％
                                                                                     B4C 45-70％
TMB/SiC                                 TMB/SiC                    TMB 50-70％       SiC 30-50％
TMB/TM2C                               TMB/TM2C                  TMB 50-70％      TM2C 30-50％
TMB/SiC/TMB2                           TMB/SiC/TMB2              TMB 15-30％      SiC 40-60％
                                                                                     TMB2 15-35％
TMB/TMC/SiC                             TMB/TMC/SiC                TMB 15-35％       SiC 35-55％
                                                                                     TMC 15-35％
Me4Al2O9/Me2O3                   Al2O3/Me2O3           Al2O3 10-30％  Me2O3 70-90％
Al2O3/Me3Al5O12/TMO2            Al2O3/Me2O3/TMO2     Me2O3 10-25％  Al2O3 55-75％
                                                                                     TMO2 10-30％
Al2O3/MeAlO3/TMO2                 Al2O3/Me2O3/TMO2     Me2O3 10-30％  Al2O3 50-70％
                                                                                     TMO2 10-35％
Al2O3/MAl2O4/TMO2                Al2O3/MO/TMO2          Al2O3 35-50％   TMO2 25-45％
                                                                                     MO 15-40％
Al2O3/MeAlO3/MAl2O4/TMO2       Al2O3/Me2O3/MO/TMO2  Me2O3 5-30％    Al2O3 35-50％
                                                                   TMO2 15-35％     MO 5-25％
Al2O3/Me3Al5O12/MAl2O4/TMO2  Al2O3/Me2O3/MO/TMO2  Me2O3 5-25％    Al2O3 35-55％
                                                 TMO2 15-35％  MO 5-25％。
3、按权利要求2所述共晶粉末添加剂的制备方法，其特征在于：以上述任一组所述配方为开始材料，通过均匀混合制得共晶混合粉末添加剂，或以此混合粉末为开始材料通过熔融固化法制得对应组合共晶复合陶瓷材料，然后分别在研钵或游星型粉碎机中压碎并研磨成大小为0.1～50μm的粉末，即制得共晶混合粉末添加剂或具有共晶复合结构的共晶复合粉末添加剂。
4、根据权利要求3所述共晶粉末添加剂的制备方法，其特征在于：熔融固化法可采用电弧熔炼法或浮区法或下拉法或引上法或喷雾法或滚筒熔体旋转急冷法或铸造法。
5、根据权利要求3所述共晶粉末添加剂的制备方法，其特征在于：按上述任一组所述配方称取开始材料，分别在塑料滚筒中均匀混合制得共晶混合粉末添加剂，或以此混合粉末为开始材料，在10-20MPa压力下压制成直径为5-20mm的圆柱状坯体，然后在小型直流电弧熔炼炉中，在10-30cmHg的Ar气氛中制得TMB2/MeB6，TMB2/MeB6/B4C，TMB2/SiC，C/TMB2/SiC，TMB2/SiC/B4C，TMB2/TMC/SiC，SiC/MeB6/B4C，TMB2/SiC/MeB6，TMB2/SiC/B4C/C，B4C/SiC/MeB6/C，TMB2/MeB6/B4C/C，TMB2/SiC/MeB6/B4C/C，TMB2/SiC/MeB6/B4C等共晶复合陶瓷材料，分别在研钵或游星型粉碎机中压碎成粒度为0.1-50μm的具有共晶复合结构的共晶复合粉末添加剂。
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