SiCw-ZrB2復(fù)相陶瓷的制備及力學(xué)性能研究.pdf

1、本文采用熱壓燒結(jié)工藝以SiC晶須作為第二相制備SiCw/ZrB2復(fù)相陶瓷材料。為研究晶須的增韌補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理，我們選取了不同的SiCw/ZrB2復(fù)相陶瓷的燒結(jié)工藝參數(shù)；考察了晶須酸洗處理、不同燒結(jié)工藝等對復(fù)合材料性能的影響；并對SiCw/ZrB2、SiCp/SiCw/ZrB2復(fù)相陶瓷的微觀組織、力學(xué)性能進(jìn)行了研究。最后使用水淬法測試了復(fù)合材料的抗熱震性能并分析復(fù)合材料抗熱震機(jī)理。
　　首先考察了燒結(jié)溫度、保溫時間和燒結(jié)壓力對材料性能的影

2、響。隨著燒結(jié)溫度、保溫時間和燒結(jié)壓力的升高，材料的相對密度和彎曲強(qiáng)度增加，斷裂韌性降低。
　　材料顯微結(jié)構(gòu)分析表明，SiC晶須均勻分布在基體材料中，在垂直于熱壓方向的熱壓面內(nèi)隨機(jī)分布。SiC晶須的加入明顯改善了復(fù)合材料的致密度，達(dá)到了98.8％。隨著SiC晶須含量的增加基體材料的顆粒尺寸從7.5μm減小到了4.0μm。透射電鏡分析表明ZrB2-SiCw界面周圍存在熱殘余應(yīng)力失配而產(chǎn)生的應(yīng)力環(huán)。
　　SiCw/ZrB2復(fù)相陶瓷

3、的室溫抗彎強(qiáng)度隨SiC晶須含量的增加呈先上升后下降的趨勢，最大抗彎強(qiáng)度為786MPa；而斷裂韌性隨SiC晶須含量的增加逐漸升高，最大斷裂韌性為7.12MPa·m1/2。高溫抗彎強(qiáng)度測試結(jié)果表明，在溫度為600℃時，最高的抗彎強(qiáng)度為805MPa。隨著溫度的進(jìn)一步升高，材料的抗彎強(qiáng)度下降。SiC顆粒的加入明顯的增加了材料的彎曲強(qiáng)度，當(dāng)SiC顆粒含量為5%時達(dá)到最大值733MPa，而斷裂韌性在7%時達(dá)到最大為6.83MPa·m1/2。