TaC基固溶体陶瓷的组织调控及抗侵蚀性能

发布时间：2021-04-27 23:09

　　金属及高温合金的纯度是保证材料性能的一项重要指标,因此熔炼坩埚的选材也就成为了影响金属及高温合金纯度的关键因素。传统坩埚材料如石墨坩埚会由于具有耐高温、抗热震性能好、易加工以及价格低廉等优点,广泛的应用于熔炼铀和铀合金领域。但由于铀和铀合金具有很高的反应活性,很容易在高温下与石墨和CO反应而引起碳污染。超高温陶瓷如碳化钛、碳化锆、碳化铪、碳化钒、碳化铌、碳化钽等金属元素在第IVB、VB和VIB族的碳化物陶瓷,熔点超过3000℃。过渡金属与碳原子间的强共价键使它们具有高硬度、刚度和熔点。强的共价键和一定程度的金属键使得这些陶瓷有能力在极端条件下服役。但是,这也使得这些陶瓷难以烧结致密,成型、加工困难。本文将过渡金属氧化物粉体和碳源混合煅烧可以制备氧含量低、粒径小的碳化物复合粉体,然后热压烧结制备固溶体陶瓷,利用过渡金属碳化物之间的固溶性促进致密化。制得了致密度在98%以上的Ta C基固溶体陶瓷,并探讨了第二组元种类对其组织结构和力学性能的影响。在制得的（Ta5Ti）C6、（Ta5Zr）C6、（Ta5Nb）C6和（Ta5Cr）C6四种陶瓷中,（Ta5Cr）C6的致密度最高,为99.5%。（... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 TaC基固溶体陶瓷
        1.2.1 TaC的基本性质
        1.2.2 TaC基固溶体陶瓷的制备
    1.3 熔融金属侵蚀机制
        1.3.1 熔炼高反应活性金属用坩埚材料研究现状
        1.3.2 熔融金属侵蚀陶瓷的机制
        1.3.3 抗侵蚀性能的测试方法
        1.3.4 抗侵蚀性能的表征方法及局限性
        1.3.5 热力学与第一性原理计算在陶瓷设计与制备方面的应用
    1.4 国内外文献综述的简析
    1.5 主要研究内容
第2章 实验材料与研究方法
    2.1 材料体系设计
    2.2 试验用原材料及制备工艺
    2.3 组织结构分析
    2.4 力学性能测试
    2.5 润湿角测量
    2.6 抗侵蚀性能测试
第3章 TaC基固溶体陶瓷的组织结构及性能研究
    3.1 引言
    3.2 碳热还原后粉体物相分析和微观形貌
    3.3 固溶体陶瓷XRD分析
    3.4 微观组织结构及元素分析
    3.5 力学性能
    3.6 CASTEP计算表面能
    3.7 本章小结
第4章 TaC基固溶体陶瓷的耐铈侵蚀行为
    4.1 引言
    4.2 热力学平衡的计算
    4.3 润湿行为
    4.4 渗碳金属钽的侵蚀动力学研究
    4.5 侵蚀后表面微观形貌和表面元素分析
    4.6 熔融铈对碳化物的侵蚀机制
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3164312