Mo–Si–B对ZrB2超高温陶瓷烧结工艺和性能的影响

摘要

针对ZrB2陶瓷材料的断裂韧性低及抗氧化性能差等问题,选择Mo粉、Si粉和B粉为第二相添加物,借助Mo–Si–B间的原位反应生成Mo5Si B2等三元或二元化合物与ZrB2复合,提高ZrB2陶瓷的断裂韧性与抗氧化性能。将混合粉体在1 900℃、20 MPa的条件下经热压烧结制备出致密的ZrB2陶瓷复合材料,所烧结样品的抗弯强度和断裂韧性随着Mo–Si–B含量的增加呈现先增加再降低再增加的趋势,当Mo–Si–B含量为20%（体积分数）时所得样品的断裂韧性最大,其值为（5.55±0.11）MPa·m^1/2,当Mo–Si–B含量为30%时所得样品的抗弯强度最大,其值为（500±40）MPa。所烧结的样品都具有良好的抗氧化性能,其主要机理是在复合材料表面形成一定数量的玻璃相,阻止氧气向材料内部扩散。