二硼化锆基陶瓷复合材料的新型制备方法及性能研究
【图文】:
1 绪论对于超高音速飞行器,传统使用碳化物材料较多,相比较而言,硼化物具有更高的热容,SiC 增强 ZrB2基复合材料被认为具有最好的抗氧化性。因它在表面形成了一层致密的硅酸盐玻璃相阻止氧气进入材料内部继续氧化。而,在超过 1800oC 的高温下,硅酸盐玻璃相会损失掉,,原来被覆盖的下层材会继续氧化。有许多不同的手段被利用来改善抗氧化性,比如说改变 SiC 的比,使硅酸盐玻璃相的粘度和熔点增加。SiC 增强 ZrB2基复合材料被认为是十分有效的超高温陶瓷材料。ZrB2具低的相对密度,SiC 可以增强其抗氧化性和机械性能。1.2 ZrB2陶瓷的研究现状ZrB2是一种强共价键的耐高温陶瓷,具有六角晶体结构,晶格常数a=3.169A,b=3.533A。熔点高达 3246oC,理论密度较低为 6.09g/cm3(由于杂质的存在,实测的密度往往偏高),热导率较好为 65-135W/m·k,适中的热胀系数和较高的烧蚀性能。
在晶粒的接触点形成“烧结颈”,加之由于是局部发热,热量会立刻从心向外传递,向晶粒表面和四周扩散,因此所形成的烧结颈会快速冷却颈部的蒸汽压实际低于其它部位,气相物质凝聚在颈部而达成物质的蒸传递[51]。通过反复施加开关电压,放电点(局部高温)在压实颗粒间移满整个样品,进而使得样品均匀的发热以及节约能源。在 SPS 烧结过程粒受到脉冲电流加热和压力的作用,体扩散、晶界扩散都会得到加强,速了烧结致密化的过程。和常压烧结加热方式不一样,SPS 是将要烧结的粉体混合后,放入石质的模具中,外加一定的压力,然后通过电极在模具的两端通上 4000-8高频脉冲直流电流来进行加热。原始粉体起初会通过晶粒之间的火花放活化,然后发生塑性变形,最后冷却形成需要的形状。这种方式和传统大的不同就是加热形式,热量来自于高频电流通过样品时产生的焦耳热击穿粉体间隙中的气体,产生等离子体,使粉体进一步活化加热,同时压力的作用下发生塑性形变,进行传质。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB332
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2 刘s
本文编号:2580463
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