SiC含量对ZrB₂-SiC-Zr₂Al₄C₅复相陶瓷性能的影响

郭启龙^1,2，裴军军^1,2，王璟¹，李俊国³，张联盟³

1. 西北民族大学2. 甘肃省新型建材与建筑节能重点实验室3. 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室

摘 要：采用放电等离子体烧结（SPS）技术制备不同Si C含量的ZrB₂/Si C/Zr₂Al₄C₅复相陶瓷,并对其烧结特性、显微结构、力学性能和抗氧化性能进行了研究。结果表明:掺入Si C化合物促进了复相陶瓷的致密化过程,抑制了ZrB₂晶粒长大;当Si C掺入量为20 vol%时,ZrB₂/Si C/Zr₂Al₄C₅陶瓷的断裂韧性值为4.81 MPa×m^1/2。掺入Si C化合物后,复相陶瓷的抗氧化性能得到明显改善,当Si C化合物的含量为20 vol%时,其抗氧化性能最佳,分析其机理发现当掺入Si C化合物后,复相陶瓷高温氧化后在其表面生成了致密稳定的Al₂O₃、B₂O₃-Al₂O₃、Si O₂和Al-Si-O玻璃相等物质,从而阻止了氧原子进入到陶瓷基体中,提高了复相陶瓷的抗氧化性能。

关键词：二硼化锆陶瓷;Zr2Al4C5层状化合物;力学性能;抗氧化性能;