论文部分内容阅读
高熔点、高硬度、高断裂韧度的ZrB2基陶瓷在超高温环境中得到了广泛应用。选用具有高温软塑性、良好抗氧化性及较低热导率的MoSi2作为第二相制备ZrB2-MoSi2超高温陶瓷,可解决一般ZrB2基陶瓷的诸多难题。1750℃放电等离子体烧结最适合的保温时间和烧结压强分别为10min和50MPa。表观致密度随MoSi2的增加而升高,MoSi2大于15vol.%后表观致密度均在99%以上。抗弯强度与硬度随MoSi2的增加先增后减,最高值分别为441.29MPa和17.62GPa;断裂韧度随MoSi2的增加先减后小幅增大,最高为5.76MPam1/2;电导率在MoSi2超过15vol.%后逐渐降低,最高为7.12×106Ω-1·m-1。MoSi2在15vol.%至35vol.%的陶瓷综合性能较好。1860℃氩气保护下保温30min无压烧结ZrB2-MoSi2陶瓷,表观致密度及各项性能较低,且均随MoSi2的增加而上升,含40vol.%MoSi2的陶瓷表观致密度（98.23%）、抗弯强度（280.81MPa）、硬度（13.25GPa）及电导率(5.52×106Ω-1·m-1)均为最高。在1820℃、35MPa、30min保温下热压烧结ZrB2-MoSi2陶瓷,由于高密度MoB的生成,其表观致密度略超过100%。热压烧结陶瓷性能略高于SPS制备陶瓷。MoSi2在20vol.%至30vol.%时陶瓷各项性能相近,抗弯强度、硬度、断裂韧度及电导率最高分别为465.94MPa、18.30GPa、4.74 MPam1/2及7.11×106Ω-1·m-1。三种方法致密化所需最低MoSi2含量不同,致密化温度均比单相ZrB2低300℃以上,致密化陶瓷均形成了核（ZrB2）-壳（MoSi2、MoB）结构,晶粒之间存在少量氧化物和气孔。ZrB2-MoSi2陶瓷在600℃开始氧化。氧化温度升高,陶瓷先增重后失重,氧化层逐渐增厚,与温度近似呈指数关系;氧化时间延长,陶瓷同样先增重后失重,且氧化温度越高,氧化增重峰值越小且达到该峰值的时间越短,氧化层厚度与时间近似呈抛物线关系。按国军标氧-乙炔焰烧蚀实验后,ZrB2-MoSi2陶瓷质量与厚度不变,背温随MoSi2的增加而降低。