混合盐辅助燃烧合成纳米ZrC粉体及影响机制*
2021-11-13占发琦吴浩恺郑月红喇培清
功能材料 2021年10期
关键词:体系
许 珂,占发琦,张 华,安 宁,吴浩恺,朱 敏,郑月红,喇培清
(兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室, 兰州 730050)
0 引 言
ZrC是一种极具潜力的超高温陶瓷材料。它具备优异的性能,其中最优异的性能是极高的熔点(3420 ℃)和超高的硬度(25.5 GPa),此外还具有高弹性模量、高热导率和电导率、优良的抗热震性以及适中的热膨胀率等,在高温条件下也能保持很高的强度[1-5]。正是这样优异的性能,使ZrC被广泛应用于切削工具[6-7]、耐磨涂层[8-9]、电极材料[10]、核燃料包覆材料[11-12]以及超音速飞行器和火箭推进的材料[13-14]等。但包括ZrC在内的大多数高熔点化合物普遍存在烧结性能差的问题[15]。而纳米粉体材料,由于具备极高的比表面积和表面原子活性,表现出较好的烧结性能,可以很好的解决这一问题。因此,纳米ZrC粉体的制备越来越受到专家学者的关注。
值得注意的是,粉体的纯度、粒度和颗粒形貌对其性能有极大的影响,这些都是由制备方法和工艺所决定的。目前常用的制备方法有溶胶凝胶法(Sol-Gel)[16-17]、自蔓延高温合成法(SHS)[18-20]、机械合金化法(MA)[21-22]、化学气相沉积法(CVD)[5]、放电等离子烧结法(SPS)[23,24]等。而对于纳米粉体的规模化制备,在提高产量的同时保证其高纯度和粒度可控是最基本的要求,但这也是一项极具挑战性的工作。总结了近几年报道中存在的一些问题:(1)制备的粉体纯度低,粒度粗大,团聚严重;(2)大多数制备方法需要很高的预热温度;(3)对盐助燃烧合成过程中稀释剂作用机理的研究文献较少;……
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