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TiB2,TiCN等陶瓷材料具有耐高温、高强度和耐磨损等优良性能,在诸多领域有着广泛的应用,但提高其综合力学性能尤其是韧性一直受到关注。本课题组采用渗硼法自制TiBCN四元组分粉末材料,使用放电等离子烧结工艺制备块体陶瓷材料,并探讨其组织和性能。为了降低TiBCN陶瓷材料烧结温度和提高烧结材料的致密度及力学性能,采用球磨机械混合的方式向TiBCN粉末添加烧结助剂(8%wt)Ni、(7%wt)Mo和(15%wt)WC,烧结制得致密的TiBCN复合陶瓷材料。研究中,放电等离子烧结技术参数:TiBCN陶瓷粉末烧结温度为1250℃,1350℃,1450℃;烧结压力为40MPa,45MPa,50MPa;保温时间为3min,5min,8min;升温速率为80℃/min、90℃/min、100℃/min。TiBCN复合陶瓷材料烧结压力为50MPa,升温速率为90℃/min,保温时间为5min,烧结温度分别为1000℃、1100℃、1200℃。使用场发射电子扫描显微镜、X射线衍射仪对烧结TiBCN陶瓷材料的表面微观形貌、断口微观形貌和物相组成进行检测分析,使用洛氏硬度计、万能试验机和阿基米德测量仪评定TiBCN陶瓷材料的硬度、抗弯强度、断裂韧性和致密度。实验结果表明:随着烧结温度的升高,TiBCN陶瓷材料的致密度、硬度、抗弯强度均有所提高,在烧结温度为1450℃时,TiBCN陶瓷材料的性能较佳,致密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性可达到97.10%、75.3HRA、325.07MPa、5.059 MPa·m1/2;烧结压力从40MPa增大到50MPa时,TiBCN陶瓷材料致密度有很大的提高,可达到97.10%,保温时间对烧结制备的TiBCN陶瓷材料致密度和硬度影响不大;随着升温速率升高,TiBCN陶瓷材料的抗弯强度逐渐减小,其在升温速率为80℃/min时较佳为332.29MPa,其致密度和硬度变化不大,致密度均达到91%以上,硬度值HRA分别为70.6、75.3、69.3。当烧结温度为1450℃,烧结压力50MPa,保温时间5min,升温速率为90℃/min时,放电等离子烧结的TiBCN陶瓷材料具有较好的综合性能。TiBCN复合陶瓷材料研究结果表明:其复合陶瓷材料致密度和力学性能有了显著的提高。在烧结温度1100℃,烧结压力为50MPa时,TiBCN复合陶瓷材料致密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性分别达到98.42%、88.2HRA、396.19MPa、6.025 MPa·m1/2;与获得相同致密度的TiBCN陶瓷材料相比,烧结温度降低了大约350℃,与其同等烧结条件下,TiBCN复合陶瓷材料的致密度提高了1.31%,硬度、抗弯强度和断裂韧性分别提高了17.13%,21.87%和19.10%。