超高溫硼化物結(jié)構(gòu)陶瓷的制備工藝及微結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、超高溫陶瓷材料(UHTMs)在國(guó)防和航天上發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，原位合成工藝作為一種相對(duì)較新的方法，為制備超高溫陶瓷基復(fù)合材料提供了一條新途徑。本文通過原位合成法成功制備了ZrB2-SiC系列的復(fù)相陶瓷，SiC的體積含量分別為10vol％、15vol%、20vol%、25vol%。研究了ZrB2-SiC系列復(fù)相陶瓷的組織成分設(shè)計(jì)、反應(yīng)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、制備工藝和顯微組織結(jié)構(gòu)，探討了不同SiC含量對(duì)材料物相組成、顯微組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影

2、響規(guī)律。
　　以Zr-B4C-Si為反應(yīng)原料進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算，探索了原位反應(yīng)過程，結(jié)果表明最終相為ZrB2、SiC、ZrC。只要在高于1200℃的條件下保溫60分鐘，反應(yīng)就可以徹底進(jìn)行。最終相與熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果一致，ZrB2為密排六方相，晶胞參數(shù)a=3.170，c=3.530A，ZrC為面心立方，晶胞參數(shù)a=4.669，β-SiC為面心立方，晶胞參數(shù)a=4.358。在1900℃燒結(jié)時(shí)，ZrBoooAAoA2-20vol%SiC試樣中

3、SiC晶粒出現(xiàn)從β→α的轉(zhuǎn)變。
　　隨著SiC含量增加，致密度提高。作為第二相的SiC在ZrB2晶間生長(zhǎng)，對(duì)ZrB2晶界移動(dòng)起了阻礙作用，有效減小了晶粒的粒徑，當(dāng)SiC含量為20vol%時(shí)，試樣內(nèi)粒徑最小，長(zhǎng)棒狀ZrB2晶粒徑向尺寸為0.4～1μm，軸向尺寸為1.5～3μm，等軸狀的SiC粒徑≤2μm，等軸狀的ZrC粒徑1.5～2μm。當(dāng)SiC含量達(dá)到25vol%后，部分ZrB2晶粒由長(zhǎng)棒狀形貌逐漸變?yōu)榈容S狀，而且ZrB2晶粒產(chǎn)生