先驱体转化法制备ZrC木质陶瓷及其性能分析

以松木为原料,经炭化制得松木炭,以有机锆聚合物(PZC)为先驱体浸渍松木炭后进一步高温热处理制备得到ZrC木质陶瓷。采用XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC分别对样品的物相变化、组成和微观结构进行了表征,研究了热处理温度和杂化材料质量增加率对木质陶瓷显气孔率与力学性能的影响。结果表明:有机锆先驱体裂解过程中生成ZrO_2,进一步可以在1 400℃通过碳热还原反应转化为ZrC相。ZrC木质陶瓷由立方相ZrC和无定形碳组成,生成的木质陶瓷较好地保留了松木模板的管状孔洞结构,部分ZrC相沉积在孔洞内部。木质陶瓷材料显气孔率随着热处理温度的升高而升高,随质量增加率的增加而降低;力学性能随热处理温度和质量增加率的增加而提高,质量增加率为278%的杂化材料在热处理温度为1 400℃时制备的ZrC木质陶瓷具有良好的力学性能,弯曲强度和断裂韧性分别为158 MPa和1.8 MPa·m^(1/2)。

高超飞行器用C/SiC-ZrC复合材料力学及烧蚀性能研究

以PZC为有机锆先驱体原材料,采用A,B,C三种PIP工艺路线制备了不同ZrC含量的C/Si C-ZrC复合材料,并对C/Si C-ZrC复合材料的组成、微观结构、力学性能、烧蚀性能及作用机理进行了测试和分析。结果表明,有机锆先驱体制备的C/Si C-ZrC复合材料烧蚀性能有大幅提高,但其力学性能却存在一定程度的下降,并且随着ZrC含量的增加,C/SiC复合材料的力学性能呈现出逐渐降低的趋势,其质量烧蚀率和线烧蚀率呈现出先减小后增大的趋势。