ZrB_2-SiC复合材料抗氧化性能研究 被引量：8

1

作者 田庭燕 张玉军 +1 位作者 孙峰 魏红康 《陶瓷》 CAS 2006年第5期19-21,共3页

通过变温氧化增重试验和恒温氧化增重试验,研究了烧结温度对热压烧结制备的ZrB2-SiC复合材料的抗氧化性能的影响。结果表明:当烧结温度为1 750℃时,ZrB2-SiC复合材料的抗氧化性能最好,且该材料的抗氧化性能明显高于单相ZrB2材料。这归... 通过变温氧化增重试验和恒温氧化增重试验,研究了烧结温度对热压烧结制备的ZrB2-SiC复合材料的抗氧化性能的影响。结果表明:当烧结温度为1 750℃时,ZrB2-SiC复合材料的抗氧化性能最好,且该材料的抗氧化性能明显高于单相ZrB2材料。这归结于高温下ZrB2-SiC复合材料表层被氧化形成SiO2和ZrO2保护膜,阻止了材料的进一步氧化,从而提高了ZrB2复合材料的抗氧化性能。 展开更多

关键词 zrb2-sic复合材料 抗氧化性能 氧化机理

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C_f/ZrB_2-SiC复合材料的制备及抗热冲击性能 被引量：2

2

作者 孙新 李军平 +2 位作者 胡继东 张国兵 冯志海 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期50-54,共5页

采用前驱体转化法制备Cf/ZrB2-SiC复合材料,对材料的热物理和热震性能进行了研究。采用扫描电镜和X射线衍射分析材料的微观结构及物相变化。结果表明:复合材料在1 700℃热震循环10次材料保持完整,表现出了良好的抗热震性能。通过微观结... 采用前驱体转化法制备Cf/ZrB2-SiC复合材料,对材料的热物理和热震性能进行了研究。采用扫描电镜和X射线衍射分析材料的微观结构及物相变化。结果表明:复合材料在1 700℃热震循环10次材料保持完整,表现出了良好的抗热震性能。通过微观结构分析,高温氧化后生成的多孔SiO2氧化层能够吸收热应力,缓解因热震带来的巨大温度差,ZrB2组元的加入有效地提高了材料抗热震性。 展开更多

关键词 CF zrb2-sic复合材料 微结构 抗热震性能

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HfB2-ZrB2-SiC改性C/C复合材料的制备及性能 被引量：2

3

作者 向秋玲 汤振霄 +1 位作者 彭可 易茂中 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 北大核心 2020年第2期118-124,共7页

将HfB2和ZrB2陶瓷粉按体积比1:1混合制成高固相含量的浆料,通过料浆浸渍结合聚碳硅烷先驱体的浸渍裂解,制备密度为3.37 g/cm^3的C/C-HfB2-ZrB2-SiC复合材料,研究材料的显微组织、力学性能及抗烧蚀性能。结果表明:料浆浸渍法引入的HfB2和... 将HfB2和ZrB2陶瓷粉按体积比1:1混合制成高固相含量的浆料,通过料浆浸渍结合聚碳硅烷先驱体的浸渍裂解,制备密度为3.37 g/cm^3的C/C-HfB2-ZrB2-SiC复合材料,研究材料的显微组织、力学性能及抗烧蚀性能。结果表明:料浆浸渍法引入的HfB2和ZrB2陶瓷颗粒主要分布在C/C多孔复合材料的网胎层及针刺区,聚碳硅烷裂解产生的SiC主要分布在陶瓷颗粒及纤维束间,这3种陶瓷相都均匀地填充于材料内部。C/C-HfB2-ZrB2-SiC复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别为382.6MPa和11.2MPa·m^1/2,表现出明显的假塑性断裂特征。C/CHfB2-ZrB2-SiC复合材料在烧蚀过程中生成HfO2-ZrO2复相氧化膜阻止氧进入材料内部,提高抗烧蚀性能。在2 500℃/120 s的烧蚀条件下表现出优异的抗烧蚀性能,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.71μm/s和0.53 mg/s。 展开更多

关键词 C/C-HfB2-zrb2-sic复合材料 料浆 微观结构 力学性能 抗烧蚀性能

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C/C-ZrB2-SiC复合材料的制备及其性能研究 被引量：1

4

作者 饶菲 彭可 +2 位作者 冉丽萍 易茂中 尹欢 《表面工程与再制造》 2019年第2期33-38,共6页

采用高固相含量的ZrB2和SiC混合浆料浸渍C/C坯体,结合先驱体浸渍裂解工艺进一步增密,制备了C/C-ZrB2-SiC复合材料。研究了复合材料的微观结构、力学性能和抗烧蚀性能。结果表明:ZrB2和SiC陶瓷相相对均匀的分布在C/C坯体的网胎层和针刺区... 采用高固相含量的ZrB2和SiC混合浆料浸渍C/C坯体,结合先驱体浸渍裂解工艺进一步增密,制备了C/C-ZrB2-SiC复合材料。研究了复合材料的微观结构、力学性能和抗烧蚀性能。结果表明:ZrB2和SiC陶瓷相相对均匀的分布在C/C坯体的网胎层和针刺区。C/C-ZrB2-SiC复合材料具有良好的力学性能,其抗弯强度为325.43 MPa。在氧乙炔火焰2500℃下烧蚀120 s后,复合材料显示了优异的烧蚀性能,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.776 mg/s和0.908μm/s。氧化形成的SiO2和B2O3的挥发吸热以及熔融态ZrO2的阻氧作用是C/C-ZrB2-SiC复合材料具有良好烧蚀性能的主要原因。 展开更多

关键词 C/C-zrb2-sic复合材料 浆料浸渍 抗弯强度 烧蚀性能

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氧化钇掺杂ZrB_2-SiC陶瓷基复合材料的抗烧蚀性能研究 被引量：3

5

作者 王古平 史勤益 马李 《中国陶瓷》 CSCD 北大核心 2015年第1期18-23,共6页

采用热压烧结工艺制备了氧化钇掺杂Zr B2-Si C陶瓷基复合材料,利用高频等离子体电弧风洞对氧化钇掺杂Zr B2-Si C进行了2300℃和2400℃的抗氧化烧蚀性能测试,分析了氧化钇对陶瓷材料抗烧蚀性能的影响,探讨了稀土氧化物掺杂Si C-Zr B2陶... 采用热压烧结工艺制备了氧化钇掺杂Zr B2-Si C陶瓷基复合材料,利用高频等离子体电弧风洞对氧化钇掺杂Zr B2-Si C进行了2300℃和2400℃的抗氧化烧蚀性能测试,分析了氧化钇对陶瓷材料抗烧蚀性能的影响,探讨了稀土氧化物掺杂Si C-Zr B2陶瓷材料的抗烧蚀机理。结果表明,在升温及降温过程中均未开裂,材料具有较好的抗热冲击性能,质量烧蚀率分别为0.0344 g/s和0.0365 g/s,氧化层厚度分别为1 mm和2 mm,表面烧蚀中心和边缘的氧化产物分别为低温稳定相Zr O2和Si O2,氧化层结构仍旧是连续的,体现了材料较好的抗氧化烧蚀性能。 展开更多

关键词 zrb2-sic陶瓷基复合材料 氧化钇 抗烧蚀性能

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C/C-ZrB_2-ZrC-SiC超高温复相陶瓷基复合材料的性能 被引量：2

6

作者 谢昌明 钱扬保 +2 位作者 魏玺 戈敏 张伟刚 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期864-869,共6页

以聚合有机锆烷、聚合有机硼氮锆烷与聚碳硅烷组成的共溶前驱体为原料,采用化学气相渗透和聚合物浸渍裂解工艺制备了C/C-ZrB2-ZrC-SiC超高温陶瓷基复合材料,对其物相组成、微观结构、力学性能和抗烧蚀性能进行了研究.结果表明,所制材料... 以聚合有机锆烷、聚合有机硼氮锆烷与聚碳硅烷组成的共溶前驱体为原料,采用化学气相渗透和聚合物浸渍裂解工艺制备了C/C-ZrB2-ZrC-SiC超高温陶瓷基复合材料,对其物相组成、微观结构、力学性能和抗烧蚀性能进行了研究.结果表明,所制材料基体由ZrB2和ZrC纳米颗粒均匀弥散分布于连续的SiC相中构成.随热解炭含量增加,材料的弯曲强度和断裂韧性皆呈先上升再下降的趋势,其含量为22.3%(φ)的材料的力学性能最优,弯曲强度和断裂韧性分别为127.9MPa和6.23MPam1/2,且具有假塑性断裂特性.材料在1800～2200℃等离子弧中1000s的线烧蚀率小于1.67μm/s,质量烧蚀率小于1.66mg/s. 展开更多

关键词 前驱体浸渍-裂解 C C-zrb2-ZrC—sic复合材料 力学性能 烧蚀性能

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原子氧对ZrB_2-SiC陶瓷复合材料氧化行为的影响 被引量：1

7

作者 金华 孟松鹤 +2 位作者 解维华 曾庆轩 牛家宏 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期199-204,共6页

利用实验室设备模拟了高速飞行过程中端头材料经受的高温、低压及氧原子为主的等离子环境,研究了典型端头候选复合材料ZrB2-20%vol SiC陶瓷在40Pa、1400~1700℃原子氧和分子氧环境下的氧化行为,通过XRD、SEM以及XPS测试方法,对比分析了... 利用实验室设备模拟了高速飞行过程中端头材料经受的高温、低压及氧原子为主的等离子环境,研究了典型端头候选复合材料ZrB2-20%vol SiC陶瓷在40Pa、1400~1700℃原子氧和分子氧环境下的氧化行为,通过XRD、SEM以及XPS测试方法,对比分析了两种环境下材料表面的氧化产物、化学键能、微观组织以及氧化层结构。结果表明材料在原子氧环境下的氧化程度明显大于分子氧环境,在相同温度和压力下,材料表面完全氧化,形成ZrO2层、SiC耗尽层、不完全反应层以及未反应层的四层结构,氧化层厚度约为分子氧环境下的1.6倍。研究表明,低压原子氧环境可显著提高氧化速率,降低材料在低压条件下的抗氧化性能。 展开更多

关键词 zrb2-sic陶瓷复合材料 原子氧 氧化 微观结构 氧化层结构

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高应变率下ZrB2-SiC陶瓷复合材料压缩力学性能实验研究 被引量：1

8

作者 王玲玲 田一雅 +2 位作者 石皓帆 胡周 孔德文 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期517-521,I0004,共6页

采用分离式霍普金森压杆装置,测试了高应变率下ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩力学性能,应变率范围为900s^-1~3000s^-1。结果表明:ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩强度与临界应变均随应变率的增大而增加,2950s^-1时压缩强度与临... 采用分离式霍普金森压杆装置,测试了高应变率下ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩力学性能,应变率范围为900s^-1~3000s^-1。结果表明:ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩强度与临界应变均随应变率的增大而增加,2950s^-1时压缩强度与临界应变比981s^-1时分别增大了88.72%和148.85%;应变率对ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料的动态压缩应力-应变曲线与破坏机理影响显著,应变率为1134s^-1时,ZrB2-20%SiC陶瓷复合材料破坏模式以裂纹扩展为主,应变率为2861s^-1时,多裂纹扩展为该材料的主要破坏机理;应变率越高,试件的损伤程度越大,压缩试件碎片尺寸越小,压缩应力-应变曲线的非线性越明显。 展开更多

关键词 zrb2-sic陶瓷复合材料 应变率 动态压缩强度 临界应变 破坏机理

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C_f/ZrB_2-SiC复合材料的高温氧化行为及机理

9

作者 许春来 石晓斌 +2 位作者 高栋 宋扬 张跃 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期71-74,79,共5页

将不同比例的ZrB2和SiC粉体充分混合,并在其中均匀分散短切碳纤维(约2 cm),采用热压烧结工艺制备出具有不同ZrB2/SiC比例的短切碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料。SiC可显著促进ZrB2陶瓷的烧结致密化程度,添加了18 vol%SiC的ZrB2在1 850... 将不同比例的ZrB2和SiC粉体充分混合,并在其中均匀分散短切碳纤维(约2 cm),采用热压烧结工艺制备出具有不同ZrB2/SiC比例的短切碳纤维增强超高温陶瓷基复合材料。SiC可显著促进ZrB2陶瓷的烧结致密化程度,添加了18 vol%SiC的ZrB2在1 850℃下热压烧结,致密度达96%以上。对该复合材料分别在1 000、1 200及1 400℃下进行静态氧化实验。结果表明,试样在氧化过程中其表面生成的硼硅酸盐玻璃和ZrO2、SiC等物质在表面形成一层有效的保护膜,因而能够有效阻止材料的进一步氧化。同时,随氧化温度升高和时间延长,氧化过程中形成的硼硅酸盐玻璃量增加,可更有效的覆盖材料表面,提高材料抗氧化能力。 展开更多

关键词 zrb2-sic陶瓷基复合材料 碳纤维 抗氧化性能 氧化膜

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浆料涂刷-热压法制备2D C_(f)-ZrB_(2)-SiC复合材料的力学与烧蚀性能

10

作者 李天佑 曾毅 +2 位作者 胡锦润 易波超 高萌 《粉末冶金材料科学与工程》 2024年第4期275-289,共15页

连续碳纤维增强ZrB_(2)-SiC复合材料以其优异的抗氧化、抗烧蚀性能在航天飞行器热防护结构材料领域备受关注。本文采用浆料涂刷−热压法制备2D C_(f)-ZrB_(2)-SiC复合材料,探索运用微米级粉末浆料制备2D C_(f)-ZrB_(2)-SiC复合材料的可行... 连续碳纤维增强ZrB_(2)-SiC复合材料以其优异的抗氧化、抗烧蚀性能在航天飞行器热防护结构材料领域备受关注。本文采用浆料涂刷−热压法制备2D C_(f)-ZrB_(2)-SiC复合材料,探索运用微米级粉末浆料制备2D C_(f)-ZrB_(2)-SiC复合材料的可行性,研究烧结温度对材料微观结构与力学性能的影响,并测试材料的抗烧蚀性能。结果表明:采用微米粉末浆料涂刷−热压法制备的2D C_(f)-ZrB_(2)-SiC复合材料于2000℃烧结后具有最高的致密度与抗弯强度,开孔率达到8.01%,抗弯强度达到191.3 MPa;复合材料表现出较好的抗烧蚀性能,材料表面响应温度达到2600℃,经300 s等离子火焰烧蚀后线烧蚀率为3.51μm/s。 展开更多

关键词 2D C_(f)-zrb_(2)-sic复合材料 浆料涂刷 热压 力学性能 烧蚀性能

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添加W对ZrB_(2)-SiC复合材料的微观组织、力学性能和氧化行为的影响

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作者 高中堂 卢佳炜 +6 位作者 于源 王毅飞 余德锋 李彤阳 王鲁杰 汤华国 乔竹辉 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3003-3011,共9页

通过放电等离子烧结技术制备了添加不同W含量(1%,3%和5%,体积分数,下同)的ZrB_(2)-SiC复合材料,研究了烧结过程中复合材料的致密化行为,分析了添加W对复合材料微观组织演化、相组成、力学性能和氧化行为的影响。结果表明:W的添加使复合... 通过放电等离子烧结技术制备了添加不同W含量(1%,3%和5%,体积分数,下同)的ZrB_(2)-SiC复合材料,研究了烧结过程中复合材料的致密化行为,分析了添加W对复合材料微观组织演化、相组成、力学性能和氧化行为的影响。结果表明:W的添加使复合材料的微观组织表现出核壳结构,以ZrB_(2)晶粒为核,原位形成的(Zr,W)B_(2)固溶体为壳,有效地促进了复合材料的致密化和晶粒细化。对比不含W的复合材料,含W复合材料的维氏硬度、抗弯曲强度和断裂韧性显著提高,W添加含量在3%时力学性能最优,复合材料表现出最佳的硬度、强度和韧性。随着W添加量从0%增加到5%,复合材料的氧化增重和氧化层厚度逐渐减小。当W添加量为5%时,复合材料的SiC贫化层消失。最后,详细说明了W的添加对复合材料性能的影响机制。 展开更多

关键词 zrb_(2)-sic复合材料 致密化 微观组织 力学性能 氧化行为

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