杨金华，　刘占军，　王立勇，　郭全贵，　宋进仁，　刘　朗

(1.中国科学院山西煤炭化学研究所，中国科学院炭材料重点实验室，山西 太原030001；2.中国科学院大学，北京100049)



TiB2/ZrB2-C自生复合材料涂层的制备与表征

杨金华1,2，刘占军1，王立勇1,2，郭全贵1，宋进仁1，刘朗1

(1.中国科学院山西煤炭化学研究所，中国科学院炭材料重点实验室，山西 太原030001；2.中国科学院大学，北京100049)

摘要：通过加热TiB2及ZrB2粉末与等静压炭块至共熔点以上的方法制备出新型炭/陶复合材料涂层TIB、ZRB-1与ZRB-2。结果表明,所制自生复合材料涂层的表层与内部结构明显不同,表层由B掺杂的高度有序石墨构成，内部由TiB2-C或ZrB2-ZrC-C合金组成。TIB、ZRB-1与ZRB-2涂层中石墨的d002值分别为0.335 9、0.336 0与0.335 4 nm，接近或等于单晶石墨的d002值(0.335 4 nm)，表明高度有序石墨结构的形成。3种涂层内部石墨的拉曼光谱中D峰、D'峰明显， 2D峰强度低及G峰向高波数偏移，这些特征是由石墨碳网格结构中B掺杂所致。此外，ZrB2粒径小有利于涂层表层应力的释放。

关键词：石墨； 陶瓷； 涂层； 自生复合材料

LIU Zhan-jun, Ph. D, Professor. E-mail: zjliu03@sxicc.ac.cn

Authorintroduction: YANG Jin-hua, Ph. D. E-mail: jhyang@sxicc.ac.cn

1前言

炭材料具有低密度、低热膨胀系数、高温力学性能优异等一系列优点，是常用的高温结构材料之一。然而，炭材料在高于400 ℃的含氧气氛中易被氧化，限制了其在高温材料领域的应用。许多超高温陶瓷材料，如TiB2、ZrB2及HfB2等具有高的熔点和抗氧化性能而被广泛应用于超高温材料领域[1]。将二者结合以制备炭/陶复合材料是超高温材料领域发展的重点方向之一。二者结合的方式通常有基体改性法或涂层法。在基体改性法中，将ZrC[2,3]或者Zr[4]加入炭材料基体中，可以显著地提高材料的抗氧化性或耐烧蚀性，主要原因是ZrC在高温氧化时会在材料表面形成一层致密的ZrO2薄膜，有效地保护炭材料。……