邓先功
,
孔德成
,
王军凯
,
李发亮
,
段红娟
,
张海军
,
张少伟
人工晶体学报
以ZrSiO4、Na2B4O7、Mg粉及C粉为原料,MgCl2为熔盐介质,采用熔盐法制备了ZrB2-ZrC-SiC复合粉体,研究了熔盐温度(900～1200℃)、原料配比对熔盐法合成ZrB2-ZrC-SiC复合粉体的物相组成及含量的影响.结果表明:当MgCl2∶反应物=4∶1(wt％),ZrSiO4∶Na2B4O7∶Mg∶C=2∶1∶18.2∶2(mol％)时,经1150℃反应3h所制备的复合粉体中ZrB2-ZrC-SiC的相对含量最高,约为78wt％.
关键词:
熔盐法
,
ZrB2
,
SiC
,
ZrC
,
复合粉体
沈学涛
,
李克智
,
李贺军
,
兰逢涛
,
冯涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00943
采用ZrOCl2溶液浸渍法把含锆组元引入碳纤维预制体, 结合热梯度化学气相渗透、高温石墨化工艺制备了ZrC改性C/C复合材料. 用氧乙炔烧蚀测试材料的烧蚀性能, XRD测试材料烧蚀前后的物相组成, 采用SEM观察材料的微观形貌. 烧蚀结果表明：随着烧蚀次数的增加, 若每次烧蚀后不去除ZrO2, 材料的线、质量烧蚀率呈先增加后减小的趋势, 最后趋于稳定; 若每次烧蚀后去除ZrO2, 材料的线、质量烧蚀率均呈增大的趋势. 产物ZrO2的蒸发吸收了材料烧蚀表面的热量, 减缓了火焰对烧蚀表面的冲蚀, 材料的线烧蚀率减小, 然而, ZrO2的蒸发会增加材料的质量损失速度, 导致材料的质量烧蚀率增大.
关键词:
ZrC
,
C/C composites
,
ablation
,
oxyacetylene
李贺军
,
陶珺
,
姚栋嘉
,
付前刚
,
李克智
新型炭材料
采用化学气相浸渗法在炭纤维表面制备出不同厚度的预炭层,以ZrOCl2溶液浸渍法将锆化物引入含预炭层的预制体中,经热处理、致密化和石墨化等工艺处理,制备出一种含预炭层的ZrC-C/C复合材料。借助X射线衍射仪、扫描电镜以及能谱等手段,对材料的微观结构进行表征,采用三点弯曲实验研究材料的力学性能,并探讨预炭层厚度对材料微观结构及其力学性能的影响。结果表明,当预炭层厚度为1.5-1.7滋m时,复合材料的平均抗弯强度可达256.85 MPa,与不含预炭层试样相比,增加了67.01%；抗弯试样表现出脆性断裂模式；材料的抗烧蚀性能略有提高。
关键词:
预炭层
,
ZrC
,
C/C复合材料
,
力学性能
杨鑫
,
苏哲安
,
黄启忠
,
陈建勋
中国材料进展
采用基体改性技术将ZrC引入C／C复合材料中，制备了一种新型的C／C—ZrC复合材料。通过氧乙炔焰烧蚀实验，研究了ZrC含量及烧蚀时间对C／C—ZrC复合材料高温耐烧蚀性能的影响。用XRD和TEM对烧蚀后材料的相组成和微观结构进行了分析，结果表明，ZrC被氧化的主要生成物为ZrO2，伴有少量ZrC和C，含26．46％ZrC的C／C—ZrC复合材料，在氧乙炔焰烧蚀50s后，在材料表面生成致密的ZrO2膜，阻挡了氧对基体的扩散，并有隔热作用，有效保护复合材料被烧蚀和冲刷。实验表明，复合材料在高温氧乙炔焰烧蚀20s后，线烧蚀率和质量饶蚀率分别为0．012mm／s和0．0033g／s，比C／C复合材料分别降低7．6％和50％。
关键词:
C/C复合材料
,
基体改性
,
ZrC
,
氧乙炔焰烧蚀
杨鑫
,
黄启忠
,
苏哲安
,
常新
,
张明瑜
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.02.017
采用基体改性技术将ZrC引入C/C复合材料中,制备了一种C/C-ZrC复合材料.借助X射线衍射仪、扫描电镜及能谱等手段,对材料的微观结构进行了表征,采用三点弯曲试验研究了材料的力学性能,讨论了ZrC的添加对复合材料断裂行为的影响.结果表明:引入的ZrC相在材料中分布较连续,与C/C复合材料相比,ZrC的引进使得复合材料的弯由强度有所提高,但断裂模式由假塑性变为脆性断裂,其原因与材料中碳纤维与基体较强的界面结合有关.
关键词:
C/C复合材料
,
抗烧蚀
,
力学性能
,
ZrC
文波
,
马壮
,
柳彦博
,
王富耻
,
才鸿年
稀有金属材料与工程
采用等离子喷涂工艺在C/SiC基体材料表面制备了较为致密的W粘结层和ZrC耐烧蚀涂层,利用氧乙炔火焰测试其抗烧蚀性能.结果表明:涂层具有良好的抗烧蚀性能.经烧蚀距离30 mm的氧乙炔烧蚀300 s后,涂层的质量烧蚀率为1.7×10-3 g·s-1,仅为无涂层试样的68％;线烧蚀率为4.0×10-4 mm·s-1,仅为无涂层试样的30％.随着烧蚀距离的减小,涂层的质量烧蚀率不断增大,线烧蚀率不断减小.试样表面温度梯度导致涂层存在3种典型烧蚀形貌,中心致密区,过渡区以及边缘疏松区.温度较高的中心区氧化产物为WO3,其发生熔融并填充涂层内部孔隙和裂纹,形成致密层,且与ZrO2所产生的协同效应有效降低了机械剥蚀几率,烧蚀以热化学烧蚀为主;温度较低的边缘区烧蚀产物未发生熔融且呈现疏松状,烧蚀主要表现为热化学烧蚀和机械剥蚀.
关键词:
C/SiC复合材料
,
耐烧蚀
,
等离子喷涂
,
ZrC
张月霞
,
刘志勇
,
刘新涛
,
刘忠侠
,
王明星
材料导报
探讨了采用机械合金化结合高温烧结法,以氧化锆为锆源、炭黑为碳源、镁粉为还原剂制备ZrC超微粉的可行性,采用XRD、SEM对ZrC的成分和形貌进行了观察和分析,并对采用氧化物制备难熔相进行了热力学分析对比.球磨过程中原料粉末不断细化,有助于氧化物与还原剂的紧密结合;随后的烧结过程中,可降低ZrC的生成温度,与其伴生的MgO有助于抑制ZrC颗粒的生长.以ZrO2为锆源,利用机械合金化和高温烧结可得到纯度较高且粒度为纳米级的ZrC粉末.
关键词:
ZrC
,
纳米
,
球磨
,
烧结
程勇
,
苏勋家
,
侯根良
,
史子良
,
钟长荣
,
邢亚坤
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.000125
采用自蔓延高温合成/单向加压法(SHS/SAP)在机械轴压下制备ZrC陶瓷.研究压力大小对ZrC陶瓷显微结构与致密度的影响以及位移、负荷曲线的变化规律与SHS反应过程之间的关系.利用XRD与SEM研究产物的物相组成和显微结构,采用排液法测定产物的密度,通过万能试验机平台记录位移、负荷曲线.结果表明:产物基体主要由ZrC相组成.压力的增大加速了排气过程.产物内部的孔洞及ZrC晶粒的尺寸呈变小趋势,致密度呈增大的趋势,而压力为80MPa后致密度增大趋势变化不大,由于在SHS反应结束后的最高温度时压力下降较剧烈,在压力为120MPa时产物的致密度也仅为65.7％.位移、负荷曲线反映了SHS反应结束的时间点及之后产物所处的塑性时间段,这为引入自蔓延高温合成/准热等静压法进一步提高陶瓷致密度的工艺参数提供了依据.
关键词:
SHS/SAP
,
ZrC
,
陶瓷
,
压力
程勇
,
苏勋家
,
侯根良
,
钟长荣
,
史子良
,
刑亚坤
稀有金属
在万能材料试验机平台的监控下,采用自蔓延高温合成/单向加压法(SHS/SAP)动态结合自蔓延高温合成/准热等静压法(SHS/PHIP)制备了ZrC陶瓷.研究了位移、负荷曲线变化规律与SHS/PHIP工艺参数之间的关系以及SHS/PHIP压力对产物显微结构与致密度的影响.通过万能材料试验机平台记录了位移、负荷曲线,利用XRD与SEM研究了产物的物相组成和显微结构,采用排液法测定了产物的密度.结果表明:位移、负荷曲线反映出了SHS反应结束的时间点和塑性时间段,可作为SHS/PHIP加压时机和保压时间的参数.随着压力的增大,ZrC晶粒表面挤压变形越加明显,在120 MPa时出现了烧结颈现象.致密度随压力增大呈增大的趋势,最高达到93.7％,其致密机理为晶粒重排和晶粒塑性变形共同作用.
关键词:
SHS/PHIP
,
ZrC
,
陶瓷
,
压力
李军
,
杨鑫
,
苏哲安
,
薛亮
,
钟平
,
李帅鹏
,
黄启忠
,
刘红卫
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64392-3
通过先驱体浸渍裂解法制备了不同ZrC?SiC含量的C/C?ZrC?SiC复合材料，并研究了不同陶瓷含量对材料显微结构和烧蚀性能的影响。C/C?SiC和C/C?ZrC?SiC复合材料在2300°C的烧蚀火焰下均呈现出优异的抗烧蚀性能。随着ZrC陶瓷含量的增加，在烧蚀过程中形成了连续的氧化膜涂层及固态的Zr?Si?O中间相，并且氧化物薄膜的结构与ZrC?SiC陶瓷的含量密切相关。固态的ZrO2?ZrC和Zr?Si?O中间相可以适当提高SiO2的黏度，从而提升氧化膜的抗剥蚀能力。连续的SiO2?ZrO2?ZrC?SiC层将作为热量和氧气的扩散障碍层，阻止其向材料内部扩散而引起材料的进一步烧蚀。ZrC和SiC含量分别为27.2%和7.56%时，C/C?ZrC?SiC复合材料表现出更好的抗烧蚀性能，其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为?3.51 mg/s和?1.88μm/s。
关键词:
C/C复合材料
,
ZrC
,
SiC
,
烧蚀
,
先驱体浸渍裂解法
