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碳化硼具有高硬度、高熔点、低密度、高耐磨性、高吸收中子性等一系列优良性能,已被应用于军工、冶金、机械、核工业等领域,然而其烧结困难、断裂韧性低,这极大地限制了它的应用。本文借鉴了“反应烧结碳化硅”的原理,将炭黑引入到B4C预制体中,在较低温度(1450～1600℃)下通过真空渗Si反应烧结制备了致密的SiC/B4C复合材料,在先探讨了 B4C-C预制体的制备工艺的基础上研究了炭黑用量、成型压力及颗粒级配对SiC/B4C复合材料力学性能和显微组织的影响;另外,本文利用SiCw、nano-SiCp来对B4C进行增韧,制备了韧性较好的SiCw/B4C复合材料,重点研究了 SiCw掺加量对SiCw/B4C复合材料的力学性能和显微组织的影响,分析了复合材料的物相组成、断口形貌,并探讨了 SiCw、nano-SiCp对B4C陶瓷的增韧机理。得到的主要结论如下:(1)使用颗粒级配的方法可以提高粉体间的堆积密度、减小B4C-C预制体的孔隙率,从而可以提高SiC/B4C复合材料的性能。实验表明:随B4C细颗粒含量的增加,复合材料的密度、硬度、抗弯强度均呈现出先增大后减小的趋势;当B4C细颗粒的用量增加到33wt.%时,复合材料的密度、硬度分别达到最大值2.58g/cm3、3179kg/mm2,抗弯强度也达到最大值337MPa,比单纯使用单一粒径的B4C粗颗粒时的抗弯强度(222MPa)提高了 51.8%;当B4C细颗粒的用量为43wt.%时,断裂韧性达到最大值4.62MPa·m1/2。(2)SiCw的掺入提高了 B4C陶瓷的断裂韧性,但同时却降低了 B4C陶瓷的抗弯强度。随SiCw掺入量的增加,SiCw/B4C烧结体的断裂韧性、抗弯强度分别呈现出增大和减小的趋势。当SiCw的掺入量达到24wt.%时,B4C烧结体的断裂韧性达到最大值4.88MPa·m1/2,比未掺入SiCw时B4C陶瓷的断裂韧性4.49MPa·m1/2提高了 9%;与此同时,其抗弯强度却由未掺晶须时322MPa降低到243MPa,降低了 25%。(3)XRD分析表明,反应烧结后SiC/B4C和SiCw/B4C两种复合材料的物相组成均为B4C、SiC、Si和B12(C,Si,B)3,并没有发现残C。(4)SiC/B4C复合材料的断口呈现出穿晶断裂和沿晶断裂混合断裂的特点,B4C细颗粒用量的增加延长了裂纹扩展的路径,增加了裂纹扩展时所需要的能量,使得断裂韧性增大;晶须拔出是SiCw/B4C复合材料韧性提高的主要原因,SiCw的溶解、SiCw与B4C热膨胀系数的失配以及界面结合强度的弱化是SiCw/B4C复合材料强度随SiCw用量增加而降低的主要原因。(5)无论是SiCw还是nano-SiCp都能在一定程度上提高B4C陶瓷的断裂韧性,最终nano-SiCp与SiCw对B4C陶瓷的协同增韧作用取决于nano-SiCp的颗粒增韧与SiCw的晶须增韧的综合作用结果。