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ZrC超高温陶瓷复合材料的研究进展／马宝霞等·49·

ZrC超高温陶瓷复合材料的研究进展

马宝霞，郭二军，王丽萍

(哈尔滨理工大学材料科学与丁程学院，哈尔滨150040)

摘要主要从ZrC作为基体和增强体两个方面综述了ZrC陶瓷复合材料的研究进展。重点介绍了复合材料
的制备、组织和性能等研究，并就ZrC陶瓷复合材料下一步研究的重点提出了一些见解。经过分析可以看出，目前
Z陶瓷应用中面临的主要问题是韧性低、难以烧结致密。在今后ZrC陶瓷的研究过程中，如能克服和改善其缺点，
注重开发ZrC陶瓷材料潜在的性能优势，则必将使ZrC陶瓷在航空、航天等的发展中做出重要贡献。
关键词ZrC超高温陶瓷复合材料增韧
中图分类号：TB33文献标识码：A

ResearchProgressinZrCUltra-highTemperatureCeramicComposites

MABaoxia。GUOErjun．WANGLiping

(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150040)

AbstractZrCceramiccompositesarereviewedfromtwoaspects—ZrCasmatrixmaterialsandreinforcement

materials．Researchonthefabrication，microstructureandpropertiesofthecompositesaredetailedlyintroduced，and
themainresearchdirectionofZrCceramiccompositesisalsoproposed．Itcanbeconcludedthatthemainproblemsin

theapplicationofZrCceramicarelowfracturetoughnessandpoorsinteringdensification．InfuturestudiesonZrCce—
ramies，ifthedrawbacksareovercomeandimproved，andthedevelopmentofpotentialperformanceadvantagesfor

ZrCceramicmaterialsisgivenconsiderableattention，ZrCceramicwillmakeanimportantcontributiontothedevelop—
mentOfaviationandaerospacefield．

KeywordsZrC，ultra-hightemperatureceramics，composites，toughening

烧结致密化温度；二是把ZrC作为增强相加入到其他陶瓷材
0引言
料基体中，可提高材料的强度、韧性、抗氧化性能及抗热震性
从近几年的超高温陶瓷的研究发展来看，国内外学者对能等。因此，这些复合陶瓷材料具备了单相物质所不具有的
硼化物陶瓷的单一或复合材料做了大量的研究工作，所涉及优异性能，从而扩大了其应用范围。本文从这两种材料人
的内容包括制备方法，抗氧化性能、力学和热物理性能表手，对目前ZrC陶瓷的研究进展进行了综述。
征，并取得了突破性进展。然而，对于具有同样应用背
1以Z为基体的陶瓷复合材料
景的难熔的碳化物陶瓷复合材料如ZrC、HfC、TaC等的研发
却相对较少。现有的初步研究结果表明，这些难熔碳化近年来，人们尝试将MoSi、ZrB、SiC、ZrO。和Mo等颗
物材料是一类最富潜力的非氧化物高温结构材料、电子材粒引入到ZrC基体中形成ZrC基陶瓷复合材料，并对陶瓷复
料、耐磨材料和催化材料，因而它们正日益受到广大研究人合材料的烧结性能和力学性能进行了初步探索，发现第二相
员的关注，可能在未来的超高温环境中得到应用。的加入不仅提高了ZrC的烧结性能，而且有效地阻止了基体
在碳化物陶瓷中，HfC和TaC由于价格昂贵、制备技术颗粒的异常长大，从而提高了材料的强度和韧性。构成的
和设备要求很高，其大规模使用受到限制。而ZrC价格相对ZrC基陶瓷复合材料体系有：ZrC-MoSi复合材料，Zr@ZrB
较低，同时也具有碳化物陶瓷优异的性能，如高熔点(3420复合陶瓷材料、ZrC-SiC复合材料、ZrC-ZrO复合材料和
℃)、高硬度(显微硬度为26GPa)和优良的导电(常温下电导zrMo复合材料。
率为78×10一。Q·cm)、导热(热导率为20w／(m·K))等性1．1ZrC-MoSi2陶瓷复合材料
能¨】13,1518]，被认为是极具应用前景的材料之一。目