多孔硼化锆–碳化硅–石墨超高温陶瓷的抗热冲击性能

为了改善ZrB_2基超高温陶瓷的热冲击损伤抗性,采用冷等静压–无压烧结法在ZrB_2–SiC–Graphite(ZSG)材料体系中引入孔隙制备ZSG多孔陶瓷,同时利用热压法制备了ZSG致密陶瓷作为对比材料,研究了2种ZSG陶瓷材料的力学性能,并探究了孔的引入对ZSG复合陶瓷热冲击性能的影响。结果表明:孔的引入降低了ZSG陶瓷的抗弯强度(由230.04 MPa降为98.12 MPa)和断裂韧性(由4.69 MPa·m1/2降为4.27 MPa·m1/2),但孔的引入大大提升了ZSG陶瓷的临界裂纹尺寸(由132μm增长为602μm)。孔的引入明显提高了材料的残余强度保持率(由54%增长为84%),即改善了ZrB_2基陶瓷的热冲击损伤抗性。与其它材料体系不同的是,孔的引入还提高了ZSG复合陶瓷的临界温差,说明孔对ZSG复合陶瓷的热冲击断裂抗性和损伤抗性具有同时增强的效果。