碳化铪氧化的热力学研究

材料导报, 2015, 29(18): 136-151. doi: 10.11896/j.issn.1005-023X.2015.18.030

碳化铪氧化的热力学研究

李辉 ^1, , 孙国栋 ^2, , 邓娟利 ^3, , 李恺峰 ^4, , 纪道朋 ^5, , 赖金宇 ^6,

1.长安大学材料科学与工程学院,西安710064;西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072

2.长安大学材料科学与工程学院,西安710064;西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072

3.长安大学材料科学与工程学院,西安,710064

4.长安大学材料科学与工程学院,西安,710064

5.长安大学材料科学与工程学院,西安,710064

6.长安大学材料科学与工程学院,西安,710064

基金项目: 西北工业大学凝固技术国家重点实验室开放课题(SKLSP201317) 陕西省自然科学基金(2014JQ6217,2014JQ6212) 国家自然科学基金(51402023,51402024) 长安大学中央高校基金(310831151081,310831152020,2013G1311049)

关键词：碳化铪 , 氧化 , 热力学

A Thermodynamic Study on the Oxidation of HfC

Keywords： HfC , oxidation , thermodynamics

采用平衡热力学方法研究了碳化铪(HfC)的氧化机理,分析了氧气含量O2、温度T和总压p三种因素的影响.结果表明,氧含量主要影响残余C-O产物的类型和含量,温度主要影响Hf和C的固相产物晶型,压强主要影响C的气相产物类型和含量.在低温区(T＜1699.85℃)和高温区(1699.85℃≤T＜2899.85℃),HfC中的Hf会分别氧化生成单斜相和四方相氧化铪.在低温区(T＜1273.0℃)和氧含量较少时,HfC中的C元素以石墨态剩余,随氧含量增加C逐步氧化为CO和CO2;在高温区(T≥1273.0℃),HfC中的C和Hf同时被氧化;由此提出了HfC中Hf和C分别氧化的机理模型.计算结果与相关实验报道和理论计算结果一致,可为HfC在高温下的实际应用提供理论指导.

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