碳化硼(B4C)具有优良的物理和化学性能,被广泛的应用在各个领域。工业上使用碳热还原方法生产碳化硼粉体存在温度高、产率低、环境污染重等问题。相比之下,前驱体转化法具有能耗低、工艺简便、原料易得、产品尺寸小等特点,在制备碳化硼粉体方面有明显的优势。但传统的溶胶凝胶法来合成前驱体存在反应时间长,操作复杂,碳化硼中有碳残留等现状。本文提出了在原料中添加一定量的羟基酸,并使用固相反应来合成前驱体,通过连续裂解来制备的碳化硼方法。以聚乙烯醇,硼酸以及羟基酸为原料,保持固相状态下,通过酯化反应,裂解反应,碳热还原反应三步合成了高纯的B4C粉体,并探索添加羟基酸对制备碳化硼粉体的影响。首先将三种原料通过酯化法合成的化合物作为制备B4C的前驱体产物,利用FT-IR对前驱体进行分析检测,确定有新的B-O-C键生成,证明前驱体的合成。经过分析测试羟基酸添加量和反应时间对前驱体转化率的影响,得到最佳反应条件为酒石酸和柠檬酸的添加量分别为15 mol%和10 mol%,在250℃反应4 h,原料中聚乙烯醇和硼酸的比例为化学计量比3:1。合成的前驱体不需冷却直接升温裂解,裂解产物经分析证明主要由非晶态碳和氧化硼组成,并结合红外、X射线和电镜等分析检测手段研究添加羟基酸对裂解产物组成比例和微观结构的影响,得知裂解产物中碳链呈现连续网络结构,添加羟基酸可使碳的网孔尺寸明显变小,分布也更为均匀,改善游离碳与氧化硼的分散状态以及摩尔比例。进而以此确定空气中最佳裂解条件为:酒石酸添加量为0~20 mol%和柠檬酸添加量为0~15mol%的前驱体,裂解温度为650℃;酒石酸添加量为25 mol%和柠檬酸添加量为20~25mol%的前驱体,裂解温度为700℃。通过碳热还原裂解产物制备B4C,结合XRD、SEM、EDS和LPSA等分析检测方式探索添加羟基酸对碳化硼合成行为的影响。添加羟基酸可降低B4C的临界成型温度,拥有高纯度以及良好的结晶程度,所需还原反应时间更短,晶体完整表面光滑,形貌呈菱形状。添加15 mol%酒石酸的样品在碳热还原温度为1450℃,碳热还原时间为2.5 h,可制备出纯度高达97.8%,粒子大小均匀,粒径在8 um左右的B4C粉体。