微波熔盐辅助硼热/碳热还原法制备ZrB2-SiC复合粉
2018-04-27,,,,,
机械工程材料 2018年4期
关键词:质量
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(武汉科技大学,省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081)
0 引 言
ZrB2-SiC复合材料具有高熔点、优异的高温性能和良好的导电、导热性能[1-2],被广泛用作航天飞船和飞行器的发动机热防护部件、超音速巡航导弹的端头帽、先进核能系统用辐射防护罩以及金属高温熔炼和连铸用电极等重要零部件材料[3-4]。
ZrB2-SiC复合材料通常以ZrB2-SiC复合粉为原料,通过热压烧结、放电等离子体烧结等方法烧结而成。目前,ZrB2-SiC复合粉的合成方法主要有自蔓延高温合成法[5]、溶胶-凝胶法[6]和硼热/碳热还原法[7-8]等。为了得到性能优异的ZrB2-SiC复合材料,要求粉体的纯度和烧结活性高,且具有具备强韧化潜力的各向异性结构(如棒状、片状)。ZrB2-SiC复合粉的工业化制备方法主要为以氧化硼为硼源的硼热/碳热还原法,该方法存在反应温度高(1 400~1 600 ℃),所得粉体粒径大、团聚严重等缺点[9]。为了改善ZrB2-SiC复合粉的制备条件,研究人员采用具有还原性的碳化硼为硼源,并额外添加了价格昂贵的硼粉、镁粉、铝粉等金属粉作为还原剂[10-11],这些举措虽然有效降低了ZrB2-SiC复合粉体的合成温度,但大幅度增加了制备成本。
熔盐合成法具有合成温度低、反应效率高,产物纯度高、粒径细小、结构均匀等优点,主要用于超细陶瓷粉体的制备。微波加热具有加热速率快、加热均匀、节能高效、易于控制及可选择性加热等优点,主要用于快速加热原料,以得到目标产物。目前,微波加热法和熔盐合成法已被应用于多种非氧化物陶瓷粉体的制备,如B4C、ZrB2、TiB2、TiC、SiC、Si3N4及AlN等[12]。……
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