超高熔点TaxHf1-xC固溶陶瓷的制备工艺与性能研究进展

Ta_xHf_1-xC固溶陶瓷是碳化钽(TaC)和碳化铪(HfC)在一定条件下以任意比例形成的系列固溶体, 其熔点普遍在4000 K以上, 最高可达4300 K, 且硬度高、模量高、热导率低、抗高温氧化和抗烧蚀性能优异, 具备在极端热环境(>3000 K)下服役的潜力, 成为耐超高温材料领域的研究热点和前沿。本文综述了近年来Ta_xHf_1-xC固溶陶瓷在粉体合成技术、致密化工艺和机理、室温力学性能、热物理性能、抗氧化性能、抗烧蚀性能等方面所取得的研究进展, 分析了Ta_xHf_1-xC固溶陶瓷粉体不同合成技术的优劣及致密化的难点, 讨论了Ta_xHf_1-xC固溶陶瓷组成、结构和性能之间的相互关系。此外, 本文还指出了Ta_xHf_1-xC固溶陶瓷目前存在的挑战, 并对未来潜在的发展方向作了展望。     

低温反应熔渗工艺制备C_f/ZrC复合材料

采用反应熔渗工艺,在1200℃、真空环境下将熔融态Zr2Cu合金渗入多孔Cf/C基材制得Cf/ZrC复合材料。结果表明,材料中ZrC含量为(43.8±1.3)%(体积分数,下同),材料弯曲强度为(105.7±5.3)MPa,弹性模量为(64.3±2.8)GPa;ZrC生长机制为"溶解-析出"机制:C基体逐步溶解在Zr-Cu熔液中并形成C-Zr-Cu固溶体,C浓度饱和后逐步析出ZrC纳米晶核,随即通过晶粒融合和元素扩散使晶粒迅速长大;Cf/ZrC复合材料具有优异的抗烧蚀性能,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为(0.0039±0.0008)g/s和(0.0023±0.0012)mm/s。     

后热处理对C_f/ZrC复合材料微观结构及性能的影响

以C/C复合材料为基材、Zr_2Cu合金为渗剂,采用低温反应熔渗工艺制备得到碳纤维增强碳化锆陶瓷基复合材料(Cf/ZrC),重点研究后热处理对Cf/ZrC复合材料微观结构及性能的影响。结果表明:经1400~2200℃热处理后,材料密度下降,开孔率增大;材料在后热处理过程中会发生残余富铜熔体的流失、ZrC基体体积分数的增加以及ZrC基体结构的破坏;后热处理造成材料力学性能下降,热处理温度达到2200℃时,材料的弯曲强度保留率仅为52.3%。