烧结温度对ZrB_2-SiC超高温陶瓷致密化的影响

利用放电等离子烧结技术(SPS)在不同的烧结温度下对ZrB_2-SiC超高温陶瓷进行烧结,研究了烧结温度对烧结体致密化的影响。结果表明,在烧结温度分别为1650℃、1750℃、1850℃和1950℃,升温速度为200℃/min,保温时间为1 min,压力为50 MPa时,随着烧结温度的提高,烧结体的致密度呈上升趋势。当烧结温度高于1850℃时,烧结体的致密化过程明显加剧;通过对不同烧结温度下制得的试样的XRD谱图分析发现.当温度高于1850℃时ZrB_2-SiC陶瓷中的SiC相会发生3C相到4H相的转变,这可能就是当烧结温度高于1850℃时烧结体致密度会急剧上升的原因。

ZrB_2-20%SiC超高温陶瓷抗热震性能研究

采用放电等离子烧结工艺在1850℃烧结温度、升温速度200℃/min、保温3min、压力50MPa条件下制备了ZrB_2-20%SiC(体积分数,下同)超高温陶瓷材料。通过不同温度下单次和5次重复热震(水淬试验)后测试材料的残余强度来评价ZrB_2-SiC陶瓷材料的抗热震性能,通过SEM分析研究材料的热震损伤机制。研究结果表明,随着热震温度的提高,ZrB_2-SiC材料热震后的残余强度逐渐降低,但1400℃热震后形成的玻璃相,对裂纹有修补、愈合的作用,提高了试样的残余强度。单次热震的损伤机制主要是微裂纹的产生。5次热震后试样的残余强度与相同温度下的单次热震相比要低很多,5次热震的损伤机制是氧化和微裂纹的共同作用。ZrB_2-SiC材料的抗热震试验结果显示了该材料具有优异的抗热震性能。

SPS烧结ZrB_2-SiC复合陶瓷的力学性能

用放电等离子体烧结(SPS)制备了ZrB2-30%SiC复合陶瓷材料,在万能力学试验机上测试陶瓷材料的弯曲强度和断裂韧性,用SEM观察陶瓷材料的断口形貌,并分析材料的断裂机制。结果表明ZrB2-SiC复合陶瓷的弯曲强度为743MPa,断裂韧性为6.5MPa·m1/2;断裂机制主要是沿晶断裂和穿晶断裂的混合机制。

SiC陶瓷的SPS烧结机理研究

利用放电等离子烧结炉在不同温度下对SiC陶瓷进行烧结,烧结温度分别为1250、1450、1650、1850℃,升温速度均为200℃/min,升到温度后立即冷却。基于烧结后SiC陶瓷的扫描电镜观察,对SiC陶瓷的放电等离子烧结机理进行了初步探讨。研究结果表明,随着烧结温度的提高,SiC陶瓷的致密化程度逐渐提高,在1250℃和1450℃烧结的试样微观组织中很难发现烧结现象,但在小颗粒间发生局部的烧结痕迹,在1650℃烧结的试样微观组织中存在小颗粒的烧结现象,大颗粒间仍然没有烧结,颗粒形貌基本保持原始粉末的形貌,而在1850℃烧结的试样微观组织中存在大量的烧结颈现象,而且颗粒形貌呈球形。因而SiC陶瓷的放电等离子烧结机理可能是低温下的焦耳热烧结机理和高温下的放电和焦耳热共同作用机理。