LaB6对ZrC-SiC陶瓷复合材料性能与组织的影响

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ZrC是一类重要的超高温陶瓷,具有优异的综合性能,在航空、航天、国防等领域具有极大的应用价值。但是这类陶瓷的韧性与抗氧化性能较差,需要通过添加晶须、纳米颗粒等其他组元来改善。以ZrC微米颗粒、SiC晶须、SiC纳米颗粒、LaB6粉末等为原材料,通过配比混料后采用热压工艺制备四组ZrC-SiC-LaB6超高温陶瓷复合材料,研究了LaB6粉末的添加对陶瓷复合材料的微观结构、力学性能以及抗氧化烧蚀性能的影响。结果表明,LaB6的加入改善了材料的烧结性能,抑制基体晶粒的长大,提高了ZrC-SiC-LaB6三元复相陶瓷的致密度。抗弯强度最大值为578.56MPa,断裂韧性最大值为4.95 MPa·m1/2。材料的强韧化机制主要是细晶强化、裂纹偏转、桥连与分叉等。复合材料的抗氧化烧蚀性能好,其最佳质量烧蚀率和线烧蚀分别仅为0.74×10-4g/s和15.00×10-4mm/s;并且烧蚀过程中火焰平稳。烧蚀后试样表面形成粘结性良好的、内部含有三位网状结构的氧化层,进一步降低了氧气的扩散速度,显著提高了材料的抗氧化烧蚀性能。
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