SiC晶須增強增韌ZrC基超高溫陶瓷材料的制備與性能表征.pdf

1、超高溫陶瓷材料因其獨特的優(yōu)異性能，在航空、航天、軍事等領(lǐng)域倍受人們的關(guān)注。
　　本文選用超高溫陶瓷的典型代表ZrC作為基體材料，通過添加SiC晶須來進一步改善陶瓷材料的脆性、燒結(jié)性能和抗氧化性能。
　　本文通過對SiC晶須的含量進行優(yōu)化設(shè)計，分別研制了ZrC+5％SiCw復(fù)合材料、ZrC+10%SiCw復(fù)合材料、ZrC+15%SiCw復(fù)合材料和ZrC+20%SiCw復(fù)合材料，并深入探討了SiC晶須的含量對材料的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)

2、性能、抗熱震性能以及抗燒蝕性能等的影響，著重分析了復(fù)合材料的強韌化機制，抗熱震機理及抗氧化燒蝕行為，為這種新型ZrC基陶瓷復(fù)合材料在高溫結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用奠定實驗和理論基礎(chǔ)。
　　與純ZrC陶瓷相比，SiC晶須的加入改善了材料的燒結(jié)性能，降低了材料的內(nèi)部缺陷，抑制了基體晶粒的長大，提高了材料的致密度、抗彎強度和斷裂韌性，并隨著SiC晶須含量的增加而不斷增強，在SiC晶須含量為20vol.%時均達到最大值，分別為99.2%，626.1

3、7MPa和5.03MPa·m1/2。材料的強韌化機制主要是細晶強化，殘余應(yīng)力和裂紋偏轉(zhuǎn)、橋連、分叉。
　　采用水淬-殘余強度法對四種材料體系在200℃～500℃溫差范圍內(nèi)的抗熱震性能進行了研究，結(jié)果表明：ZrC/SiCw復(fù)合材料體系的殘余強度在熱震溫差ΔT=200℃時，都沒有明顯的變化，當熱震溫差ΔT從200℃增加到300℃時，四種材料的殘余強度均發(fā)生急劇降低，之后隨著溫差的升高，材料的殘余強度一直緩慢下降；測得 ZrC/20Si

4、Cw復(fù)合材料的臨界熱震溫差最高，為237℃；ZrC/SiCw復(fù)合材料抗熱震性能的提高，是由于SiC晶須的加入使材料的致密度、彎曲強度、斷裂韌性和熱導(dǎo)率都得到顯著提高，進而影響材料的抗熱震能力。
　　對摻雜不同含量SiC晶須的ZrC基復(fù)合材料的氧化燒蝕性能做出評價，分析材料的燒蝕機理。實驗結(jié)果表明ZrC/20SiCw復(fù)合材料的質(zhì)量燒蝕率和線燒蝕率最低，經(jīng)過120秒氧乙炔焰燒蝕后，ZrC/20SiCw復(fù)合材料的質(zhì)量燒蝕率僅為（2.52