ZrB2基復(fù)合材料抗熱沖擊性能研究.pdf

1、先進(jìn)的超高溫陶瓷材料具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和抗氧化性等特點(diǎn)，使其能夠勝任于包括高超聲速長(zhǎng)時(shí)飛行、大氣層再入、跨大氣層飛行和火箭推進(jìn)系統(tǒng)等極端環(huán)境。本文采用真空熱壓燒結(jié)工藝制備了ZrB2+20％SiC、ZrB2+25vol%SiC、ZrB2+30vol%SiC和ZrB2+20vol%SiC+20vol%ZrC四種陶瓷基復(fù)合材料，利用SEM、EDS等手段對(duì)其組織和相成分進(jìn)行了分析，并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。對(duì)幾種復(fù)合材料在室溫～2500℃溫度區(qū)

2、間內(nèi)的熱沖擊行為進(jìn)行了研究。
　　所制備的ZrB2/SiC/ZrC體系復(fù)合材料，ZrB2+20%SiC抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別是470MPa和5.21MPa?m1/2、ZrB2+25vol%SiC分別為520MPa和5.26MPa?m1/2，ZrB2+30vol%SiC分別為672MPa和5.32MPa?m1/2、ZrB2+20vol%SiC+20vol%ZrC分別為702MPa和5.22MPa?m1/2，比純ZrB2材料相比有很大

3、的提高。在ZrB2基陶瓷復(fù)合材料中，SiC的加入阻礙了ZrB2的過(guò)分長(zhǎng)大，細(xì)化了晶粒組織，改變了材料的斷裂模式，由完全的穿晶斷裂變?yōu)榛旌系难鼐?穿晶斷裂。ZrB2/SiC的強(qiáng)化機(jī)制是晶粒的細(xì)化，韌化機(jī)制是裂紋的偏轉(zhuǎn)/分解和晶粒的細(xì)化。由于ZrB2的(001)面和ZrC的(110)面有很好的化學(xué)相容性，在ZrB2/SiC材料中添加20vol%ZrC，這會(huì)在很大程度上增加它們的燒結(jié)性能和提高它們的機(jī)械性能。
　　通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行熱沖擊損