自蔓延法制备球形ZrB2-SiC复合等离子喷涂粉末

作者：张博康; 张晓梅; 李江涛; 杨增朝; 宁先进^*; 王全胜

来源：表面技术, 2019, 48(04): 104-109.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.015

• ZrB2-SiC复合粉末
• 自蔓延高温合成
• 感应等离子球化
• 致密度
• 球形度
• 共晶组织

目的为提高ZrB2-SiC复合等离子喷涂粉末的致密度。方法采用Zr-B4C-Si体系,使用自蔓延高温合成(SHS)技术和感应等离子球化(IPS)技术制备了球形ZrB2-SiC复合粉末,并对其相结构和微观形貌等进行了表征。结果采用SHS技术合成出的多孔ZrB2-SiC复合陶瓷,其SiC质量分数为12.10%,由等轴颗粒构成,颗粒粒径均<5μm。经IPS处理后,粉末松装密度由1.62 g/cm3提高到1.88 g/cm3,其中直径<25μm的粉末为球形或椭球形,直径>25μm的粉末则保留了球化前的不规则形状,但粉末轮廓变得平滑。粉末中SiC质量分数降低为6.64%(体积分数为11.89%),粉末表层SiC质量分数降低为5.63%,部分SiC颗粒重新分布在ZrB2颗粒的间隙处,并且粉末中出现ZrB2-SiC的共晶或伪共晶组织。结论使用SHS技术能够制备出两相分布相对均匀、颗粒细小的ZrB2-SiC复合陶瓷,虽然其含有较多孔洞,但颗粒之间相互接触部位的结合比较紧密。IPS处理后,粒径<25μm的ZrB2-SiC复合粉末的致密度和球形度获得了显著提高,粉末中SiC在IPS过程中的部分分解导致其含量未能达到最佳范围。

• 单位
  北京理工大学; 中国科学院理化技术研究所