耐亚临界水腐蚀Zr掺杂Ti3SiC2陶瓷的性能

摘要

采用热压法合成了掺Zr的MAX相(Ti(1-x)Zrx)3SiC2陶瓷(纯度约97％,杂质为TiC),以提高Ti3SiC2的耐亚临界水腐蚀性能.去离子水中360℃条件下腐蚀后,在(Ti(1-x)Zrx)3SiC2陶瓷表面形成钝化的腐蚀层,外层为TiO2,内层为TiO2和ZrO2组成的混合物.随着Zr掺杂量的增加,(Ti(1-x)Zrx)3SiC2陶瓷表面腐蚀氧化层越来越薄,当Zr掺杂量为15％(物质的量百分数)时,(Ti(1-x)Zrx)3SiC2陶瓷的质量变化最小,腐蚀后氧化膜的厚度最薄.经过200 h腐蚀后,厚度为12μm,Zr含量为15％时,力学性能和热学性能指标最好,致密度最高达到了97.98％,Ti3SiC2陶瓷的硬度为3.2 GPa,抗弯强度为(479.673±10.012)GPa,热导率为33.93 W/(m·K).