ZrB2–SiC–Zr2Al4C5复相陶瓷烧结反应机理与高温氧化行为

作者：郭启龙; 华亮; 刘荣浩; 应豪; 李蕾蕾; 王璟

来源：硅酸盐学报, 2023, 51(03): 706-720.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20220837

• 二硼化锆基复相陶瓷
• 烧结
• 反应机理
• 氧化行为

ZrB2基复相陶瓷在超高温领域有着重大应用潜力，但其韧性低、抗氧化性差限制了其实际应用。以Zr、B4C、Al、C和Si粉为原料，采用反应放电等离子体烧结制备出ZrB2–SiC–Zr2Al4C5复相陶瓷，研究了反应过程和反应机理，探究了Zr2Al4C5含量和氧化温度对复相陶瓷高温氧化行为的影响，揭示了其抗氧化机制。结果表明：900℃时，B4C和Zr反应开始生成ZrB2;1 100℃开始生成SiC;1 400℃时反应初期形成的Zr3Al3C5与ZrC及Al4C3生成了Zr2Al4C5；但随着温度继续升高Zr2Al4C5则会转化为Zr3Al4C6。复相陶瓷氧化后主要物相为ZrO2、ZrSiO4和铝硅酸盐以及SiO2玻璃相；随着Zr2Al4C5含量的增加，氧化层表面呈现出凹凸不平、疏松多孔，存在明显的长条状晶粒和不均匀分布的玻璃相。本工作为深化对ZrB2–SiC基复相陶瓷的高温氧化行为的理解提供了实验依据，为开发高性能ZrB2–SiC基高温复相陶瓷提供了实验与理论支持。

• 单位
  西北民族大学; 土木工程学院