Ti对ZrC-W复合材料烧结行为和力学性能的影响

以金属Ti作为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备ZrC-W复合材料,研究了添加Ti对复合材料的致密化行为、微观结构和力学性能的影响。结果表明,添加Ti能够有效促进ZrC-W复合材料的致密化,在1900℃烧结的复合材料致密度达到89.9%。在复合材料中生成了TiC和W_2C新相,随着烧结温度的提高,W_2C相逐渐消失,复合材料的维氏硬度和弹性模量增大,但抗弯强度和断裂韧性变化不大。

ZrC-W复合材料的无压反应浸渗制备工艺

以WC粒径为4μm气孔率为55%的多孔WC为预制体,Zr2Cu合金为浸渗剂,采用低温反应浸渗工艺制备了ZrC-W复合材料,系统研究了反应浸渗温度和时间对复合材料的物相组成及显微组织的影响规律。结果表明,随浸渗温度的升高,WC与Zr2Cu合金的反应程度增加,即生成的ZrC和W的含量增加,WC的残留量减小,当浸渗温度超过1500℃时,残留的WC转变为W2C相。随浸渗时间的延长,ZrC和W的含量增加,WC的残留量减小,ZrC的点阵常数增大,并出现W2Zr、Cu5Zr等中间反应相。

气压浸渗法制备ZrC-W-Cu复合材料的显微组织与力学性能

为提高钨渗铜材料的性能以适应先进推进技术发展的需求,以ZrC粉和W粉为原料,采用无压烧结工艺制备ZrC-W多孔骨架,进而采用气压浸渗工艺对开气孔在20%左右的ZrC-W骨架压力渗铜,制备出ZrC-W-Cu复合材料。研究ZrC含量对ZrC-W骨架开气孔率、压缩强度及ZrC-W-Cu复合材料的显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随着ZrC含量(体积分数,下同)的增加,ZrC-W骨架的开气孔率先升高后降低,在ZrC含量为10%时开气孔率最大,为29.77%;ZrC-W骨架的压缩强度随ZrC含量的增加而下降,且整体低于W骨架;ZrC-W-Cu复合材料维氏硬度随ZrC含量的增加逐步增大,在ZrC含量为15%时达到3.26 GPa;弹性模量基本不变;断裂韧度随着ZrC含量的增加先升高后降低,抗弯强度在ZrC含量为4%时达到最大值,为1243 MPa。