超高温稀土硼化物(Y_(1-x)Yb_(x))B_(6)的制备及力学性能研究

六硼化钇(YB_(6))高温下结构不稳定限制了其在超高温领域的应用,通过引入Yb元素,可形成高温稳定的(Y 1-x Yb x)B_(6)固溶体。本文以(Y_(0.5)Yb_(0.5))_(2)O_(3)和B 4C为原料采用硼/碳热还原法制备了(Y_(0.5)Yb_(0.5))B_(6)粉体,通过无压烧结实现了陶瓷致密化,并结合密度泛函理论计算综合分析了材料的晶体结构、微观形貌和力学性能。结果表明,在1650℃下热处理,B 4C过量6.25%时合成的(Y_(0.5)Yb_(0.5))B_(6)粉体纯度最高。在2000℃下无压烧结获得的(Y_(0.5)Yb_(0.5))B_(6)陶瓷致密度为95.80%,但晶粒尺寸偏大,可达(80.71±35.51)μm。通过两步烧结法所得陶瓷致密度、晶粒尺寸、硬度和断裂韧性分别为95.47%、(14.54±6.31)μm、(14.53±1.37)GPa和(2.81±0.34)MPa·m^(1/2)。陶瓷断口处与典型的高损伤容限陶瓷Ti_(3)SiC_(2)、Hf_(3)AlN的断口形貌十分类似,表明(Y_(0.5)Yb_(0.5))B_(6)具有良好的损伤容忍度,有望提高超高温陶瓷的韧性与延性。

柠檬酸络合法结合球磨分散制备高熵碳化物及其性能研究

高熵碳化物陶瓷由于其熔点高、硬度大、热导率低和抗热震性强等优点,有望应用于航空航天领域,而粉体的合成是制备陶瓷的基础.本研究采用柠檬酸络合法结合球磨分散制备了(Zr_(0.2)Ti_(0.2)Ta_(0.2)Nb_(0.2)Mo_(0.2))C和(Zr_(0.2)Ti_(0.2)Ta_(0.2)Nb_(0.2)Hf_(0.2))C两种高熵碳化物粉体,并对其相组成、显微组织、元素分布和抗氧化性进行分析表征.结果表明:该方法可分别在1650℃和1850℃下合成单相的(Zr_(0.2)Ti_(0.2)Ta_(0.2)Nb_(0.2)Mo_(0.2))C和(Zr_(0.2)Ti_(0.2)Ta_(0.2)Nb_(0.2)Hf_(0.2))C碳化物粉体.两种碳化物元素分布均匀,平均粒径分别为44±9 nm和285±74 nm,氧含量为2.12%和0.58%.与混合的碳化物粉体相比两种高熵碳化物粉体具有良好的抗氧化性.