现如今,陶瓷的概念再也不单单指我们国家的青花瓷之类的东西,更多是应用于各个领域的具有优秀特性的特种陶瓷。特种陶瓷的诞生由来已久,不再赘述。但需要了解的是——特种陶瓷是科学技术研究的产物,甚至能在航空领域发挥巨大的作用,或者在千度的高温下完好无损。 而能够在千度以上的高温下应用的特种陶瓷统称——超高温陶瓷。具有相当优良的高温抗氧化性和抗热震性的陶瓷基复合材料。超高温陶瓷能够适应超高音速长时飞行、大气层再入、跨大气层飞行和火箭推进系统等极端环境,可用于飞行器鼻锥、机翼前缘、发动机热端等各种关键部位或部件。
接下来,主要为大家介绍接种超高温陶瓷: 氮化物超高温陶瓷 氮化物超高温陶瓷的化学性质稳定,多以共价键为主,结构单元为四面体的M4N,类似于金刚石,也称为类金刚石化合物。应用较广泛的氮化物超高温陶瓷主要有Si3N4,BN和HfN等。Matsuoka等研究发现HfO2促进了Si3N4的致密化。Guo等发现在烧结助剂MgO-Lu2O3的作用下,在1500℃或低于1500℃的Ar气环境中可得到密实的Si3N4-ZrB2陶瓷。 碳化物超高温陶瓷 目前常用的碳化物超高温陶瓷主要包括ZrC、SiC、HfC和TaC。碳化物超高温陶瓷的研究主要集中在制备性能更好的层状碳化物超高温陶瓷,以及加入添加剂对陶瓷性能的影响等。Ma等采用热压烧结法制备的含20%SiC及10%石墨的ZrC-SiC-C陶瓷,其室温下弯曲强度达到了425MPa,并且在300℃热震后仍能保持约63.5%的原始强度。 陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料的研究主要集中在Cf及SiCf复合材料。中国科学院上海硅酸盐研究所的董绍明等尝试在PIP制备Cf、SiCf复合材料的过程中加入硼、铝等添加剂,达到了缩短PIP致密化时间、提高抗氧化能力和力学性能的效果。 硼化物超高温陶瓷 硼化物超高温陶瓷与碳化物和氮化物相比,拥有更加优异的抗氧化性能,近年来关于硼化物超高温陶瓷的研究主要集中在致密化工艺、力学性能的提高以及抗氧化行为等方面。硼化物超高温陶瓷主要包括ZrB2,TaB2和HfB2。Wang等使用原位反应热压法制备了ZrB2-SiC-ZrC复合材料,并研究了试样在1750℃下的静态等温氧化性能。 特种陶瓷——超高温陶瓷存在着高潜能,在未来所能发挥的作用,甚至于无法估量,并且随着科学技术的研究,想必也会在发展之中更进一步。
|