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本文采用真空热压烧结工艺制备了ZrB2(Z)、ZrB2+20vol﹪SiC(ZS)和ZrB2+20vol﹪SiC+gvol﹪TiB2(ZST)三种陶瓷复合材料,利用SEM、EDS等手段对其组织和相成分进行了分析,并对其力学性能进行了测试。对所选材料体系进行了氧化热力学分析,并对三种复合材料在1000~1500℃温度区间内的氧化行为进行了研究。
氧化热力学分析结果表明,SiC在空气中的活性—惰性氧化的转变温度为1869K,在高于此温度使用时,材料很可能发生活性氧化。通过对Si-O体系挥发性相图的计算,发现SiO的最大蒸气压在1200~2400K温度范围内都是最高的,当温度为到1829K时,SiO的最大蒸气压达到了1atm。
在1000~1500℃温度区间内的氧化结果表明:单相陶瓷Z的抗氧化性最差,ZST的抗氧化性最好。Z在1200℃以下具有良好的抗氧化性,在1300℃以上会发生严重氧化而材料,ZS在1400℃以下具有良好的抗氧化性,在1500℃以上会发生严重氧化。ZST在整个试验温度区间内都表现出了优异的抗氧化性,这归因于其在氧化过程中所形成的均匀致密氧化层有效地阻止了氧的扩散。