包覆式ZrB-,2--ZrO-,2-超高溫陶瓷的制備及其性能研究.pdf

1、二硼化鋯(ZrB<,2>)具有高熔點(diǎn)、高硬度、良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料、耐火材料、電極材料以及核控制材料等領(lǐng)域中。但其脆性大，彎曲強(qiáng)度不高，高溫下易氧化等缺點(diǎn)，制約了其應(yīng)用范圍。為此，人們采用多種改進(jìn)手段開(kāi)發(fā)不同類型的ZrB<,2>基復(fù)合陶瓷。粉體包覆是一種新型的粉體改性技術(shù)，是提高材料性能的重要手段之一。本課題采用粉體改性技術(shù)制備了包覆式ZrB<,2>-ZrO<,2>復(fù)合粉體，研究了不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)復(fù)合粉

2、體包覆結(jié)構(gòu)的影響，確定了最優(yōu)合成條件；并采用放電等離子燒結(jié)工藝對(duì)包覆式ZrB<,2>-ZrO<,2>復(fù)合粉體進(jìn)行燒結(jié)，制備ZrB<,2>-ZrO<,2>復(fù)合材料，研究了復(fù)合材料物理性能、抗熱震性能、微觀結(jié)構(gòu)，同時(shí)探討了ZrB<,2>-ZrO<,2>復(fù)合材料的高溫氧化行為。 在包覆式ZrB<,2>-ZrO<,2>復(fù)合粉體制備中，研究了pH值、ZrO<,2>添加量、ZrB<,2>分散液濃度、ZrOCl<,2>溶液濃度、滴定速度對(duì)制備

3、包覆式復(fù)合粉體顯微結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：在pH=5時(shí)，往濃度為0.03g/mI的ZrB<,2>分散液中滴加ZrOCl<,2>(0.04mol/L)溶液，再在pH=9時(shí)滴加3mol％YCl<,3>溶液(其中滴速均為1.5ml/min)，可以達(dá)到比較好的包覆效果。SEM、TEM、XRD等測(cè)試結(jié)果表明：復(fù)合粉體的主晶相為ZrB<,2>和單斜相(m)ZrO<,2>，納米ZrO<,2>粉體包裹在ZrB<,2>顆粒表面。 采用放電等離子燒結(jié)

4、工藝燒結(jié)包覆式ZrB<,2>-ZrO<,2>復(fù)合粉體，制備了ZrB<,2>-ZrO<,2>復(fù)合材料。結(jié)果表明：在最高燒結(jié)溫度為1950℃，保溫時(shí)間為10min、燒結(jié)壓力為30MPa，ZrO<,2>含量為10vol％時(shí)，復(fù)合材料的致密度可以達(dá)到97.5％。復(fù)合材料的主要相組成為ZrB<,2>和四方相(t)ZrO<,2>。ZrO<,2>晶體顆粒細(xì)小，燒結(jié)完成后，晶體顆粒沒(méi)有明顯長(zhǎng)大，填充在硼化鋯晶界和三角區(qū)域中。 論文還探討了ZrB