硼砂对自蔓延高温合成ZrB₂粉体的影响

张薇¹，肖国庆¹，丁冬海^1,2,3

1. 西安建筑科技大学材料与矿资学院2. 西安建筑科技大学材料科学与工程博士后流动站3. 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室

摘 要：以ZrO₂、Mg、B₂O₃及Na₂B4O₇为原料,采用自蔓延高温合成技术制备ZrB2粉体。通过FactSage7.0软件计算,从热力学角度研究了该反应体系发生自蔓延反应的可能性。采用X射线粉末衍射物相分析仪、场发射电子扫描电镜-能谱分析对最终产物的物相组成及显微形貌进行检测。分析结果显示,过量的Mg、B₂O₃可有效提高产物中ZrB₂的含量,Mg和B₂O₃分别过量40%（质量分数）、30%（质量分数）为Mg-ZrO₂-B₂O₃体系的较佳配比。基于上述优化配比,研究了用无水硼砂（Na₂B₄O₇）替换原料中B₂O₃对产物ZrB₂含量及晶粒尺寸的影响,当替换量达到15%（质量分数）时,ZrB₂的含量最高,并且随着Na₂B₄O₇替换量的增加,产物的晶粒尺寸由2μm减小至不足0.5μm。

关键词：自蔓延高温合成;镁热还原;ZrB2;粉体;