ZrB2

摘要： 超高温多孔陶瓷既有超高温陶瓷耐高温、抗氧化/烧蚀、无固态相变的优异特性,又有多孔陶瓷体积密度小、导热系数低的优点,有望成为极端环境下高温隔热、高温腐蚀性气体过滤及高温太阳能吸收等应用的候选材料。按成孔原理的不同,超高温多孔陶瓷的制备方法有部分烧结法、模板复制法、牺牲模板法、冷冻浇注法、直接发泡法和溶胶⁃凝胶法。用部分烧结法制得的超高温多孔陶瓷力学性能优异,但气孔率低且孔结构难以控制;模板复制法制得的陶瓷材料气孔率高,但其气孔结构取决于模板的气孔结构,可设计性较差;牺牲模板法制得的陶瓷材料气孔大小和形貌可控,但气孔分布均匀性差;冷冻浇注法具有高效、低成本等优点,制得的陶瓷材料气孔率高,但用有机溶剂为冷冻介质时,对环境有危害;直接发泡法制得的陶瓷材料气孔率高,孔结构缺陷少,但发泡过程难以控制,对工艺要求较高;溶胶⁃凝胶法制备的陶瓷材料气孔率高,导热系数低,但强度低,且制备成本较高。本文介绍了超高温多孔陶瓷材料的制备方法、性能及应用前景,总结了超高温多孔陶瓷制备方法的优缺点,分析了超高温多孔陶瓷材料面临的问题并展望其前景,以期为制备超高温多孔陶瓷材料提供参考。

摘要： 超高温陶瓷具有高熔点、高热导率、抗氧化烧蚀等优异性能,是可重复使用的高超声速飞行器防热部件的重要候选材料之一。利用高压技术制备出了高致密超高温陶瓷ZrB_(2)-ZrC复合材料。通过调控合成条件和原料配比,研究了合成压力和烧结助剂ZrC对复合材料抗热烧蚀性能的影响规律。结果表明:在压力3.2 GPa、温度950°C的条件下制备出的ZrB_(2)-ZrC复合材料的致密度达到95%以上,该复合材料在1600°C烧蚀下的最优质量烧蚀率为17μg/s,在2000°C下的最优质量烧蚀率为30μg/s;在合成压力为2.9 GPa、温度为950°C的条件下,改变烧结助剂ZrC的含量可以影响复合材料的热烧蚀性能。其中,当ZrB_(2)与ZrC的摩尔比为8∶1时,制备的ZrB_(2)-ZrC复合材料经1600°C烧蚀后的质量烧蚀率达到最低值(35μg/s)。

摘要： ZrB2基超高温陶瓷是一种抗氧化、抗烧蚀以及耐高温的结构材料,在航空航天等领域具有广阔的应用前景,但陶瓷材料自身的脆性断裂限制了其应用。近年来,层状结构陶瓷表现出明显的裂纹扩展特性,被认为是提高韧性的一种有效途径。采用流延、热压的方法制备了层状ZrB_(2)-SiC/SiC_(w)超高温陶瓷,研究其在1500°C下的氧化行为,探究了不同氧化时间对残余强度和增重量的影响,并对其物相和形貌进行了分析。结果表明,层状ZrB_(2)-SiC/SiC_(w)超高温陶瓷,室温弯曲强度为607 MPa,断裂韧性为12.5 MPa·m^(1/2),氧化10 h后弯曲强度仍达510 MPa,断裂韧性为7.8 MPa·m^(1/2),这是因为表面形成了致密的SiO_(2)玻璃层而阻止了材料内部被氧化。

摘要： 以微米级陶瓷粉体和短切碳纤维为原料,经1800°C热压烧结制备了C_(sf)/SiC-BN-(ZrC,ZrB_(2))陶瓷基复合材料。采用力学性能测试、XRD、SEM等方法研究了ZrC和ZrB_(2)对C_(sf)/SiC-BN-(ZrC,ZrB_(2))复合材料界面反应、显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:C_(sf)/SiC-BN-ZrC复合材料的断裂韧度达到8.83 MPa·m^(1/2),纤维与基体的界面反应较弱。随着ZrB_(2)的加入,C_(sf)/SiC-BN-ZrC-ZrB_(2)和C_(sf)/SiC-BN-ZrB_(2)复合材料的弯曲强度得到提升,但界面反应也明显加剧,断裂韧度分别下降至5.92 MPa·m^(1/2)和5.59 MPa·m^(1/2)。添加ZrB_(2)会加剧界面反应,导致碳纤维退化和复合材料断裂韧度降低。

摘要： ZrB_(2)基超高温陶瓷因其优异的高温抗氧化和烧蚀等性能,成为C/C复合材料理想的热防护涂层材料。本文从以下几个方面对C/C复合材料表面用ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层的研究现状进行了综述:介绍了ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层体系的主要制备技术,并对比了其制备的涂层抗氧化性和抗烧蚀性,总结了各制备方法的优点与不足;从单元、双元、三元材料掺杂改性的角度,详述了ZrB_(2)基复合涂层常见的材料体系,总结了其改性思路;介绍了ZrB_(2)基涂层在多层结构设计与开发方面的研究现状。最后简要展望了ZrB_(2)基超高温陶瓷涂层未来的研究方向。

摘要： 采用包埋法在密度为1.63g/cm3的C/C复合材料上制备了不同ZrB2含量的ZrB2-SiC复相陶瓷涂层,考察了不同配比包埋粉料对涂层微观结构和抗烧蚀性能的影响.结果 表明,当包埋粉料中ZrB2质量分数为50％时,涂层ZrB2含量最多,氧乙炔烧蚀60s时,其线烧蚀率、质量烧蚀率最低,分别为5.3×10-4 mm/s和2.1×10-3 g/s;在烧蚀过程中,SiC氧化产物SiO2发生了相变,形成玻璃态,吸收大量热量.玻璃态的SiO2相包裹着ZrO2相,使得在烧蚀过程中,有效降低了烧蚀火焰冲击对ZrO2造成的损失,ZrO2导热系数低,是一种优异的热障材料,从而降低了复合材料烧蚀率.

摘要： To further improve the thermal shock resistance and ablation resistance of SiBCN system ceramics targeted much harsh environment,both ultra-high temperature ceramic phases and carbon fibers are expected to be incorporated simultaneously as the reinforcements.However,tough problems like difficulty in densification as well as degradation of C fibers(Cf)due to interfacial reaction usually cannot be avoided.Thus,in this study,Zr as well as chopped Cf with BN coating were introduced into SiBCN ceramics by mechanical alloying and after hot-pressing sintering to prepare Cf/SiBCNZr composites.The structure and phase component development have been characterized in detail by XRD,SEM,TEM and XPS etc.,and mechanical properties,fracture behavior and toughening mechanisms were also investigated.Zr-B and Zr-O bonds are detected besides Si-C,N-B and N-B-C bonds when pre-alloyed ZrB2 amorphous powder was incorporated into SiBCN system by further mechanical-alloying treatment.After hot-pressing,the ultra-high temperature phases of ZrB2 and ZrN were formed as expected besides the original matrix phases of BN(C)and SiC.Excellent mechanical properties can be obtained for SiBCNZr ceramic.The BN coating on carbon fibers successfully avoids the severe fiber degradation and makes it possible for moderating strong interface bonding,which ensuring the debonding,crack deflection,fiber pulling-out and bridging during the fracture.As a result,the Cf/SiBCNZr composites retain good mechanical properties and fractures in a pseudoplastic fracture manner,showing better potential applications in harsh environments.Optimization of the BN coating on Cf and Zr incorporation by pre-mechanical alloying can be a good route to achieve Cf/SiBCNZr composites with a better balance between thermal shock resistance,ablation resistance and mechanical properties.

摘要： ZrB2陶瓷材料具有耐高温、抗热震、抗氧化的特性,且在超高温陶瓷中具有较低的理论密度,使其成为航空航天等超高温领域中最具吸引力的材料之一。本文分别就ZrB2材料的结构性能、高温氧化机制、粉体合成、复合材料及其涂层的制备工艺等方面进行了综述。

摘要： 在石英/酚醛防热复合材料中引入玻璃微珠和ZrB2颗粒,旨在提高其耐冲刷、烧蚀性能.采用氧乙炔烧蚀试验测试所得石英/酚醛复合材料的耐烧蚀性能,对比分析了玻璃微珠和ZrB2颗粒对低密度和全密度石英/酚醛材料烧蚀机理和烧蚀性能的影响.结果表明,在低密度石英酚醛复合材料中掺入适量的ZrB2颗粒能使复合材料在烧蚀表面形成熔覆层,该熔覆层能有效保护碳化层及基体材料,降低线烧蚀率和质量烧蚀率.而表面熔覆层的形成与ZrO2在硅系熔融物中产生的"钉锚效应"相关,同时也与B2 O3降低硅系熔融物的表面能有关.在全密度石英酚醛复合材料中引入ZrB2颗粒,可使其在烧蚀过程中形成多孔的ZrO2层,有效地将碳化层和烧蚀环境隔离.然而,ZrO2层没有熔融铺展,与碳化层结合力较弱,在烧蚀过程中容易剥落.

摘要： 本文综述了TiB2和ZrB2金属基陶瓷涂层的概况、制备方法及高温氧化和摩擦磨损研究进展，并指出了今后研究的发展方向.

摘要： 本文综述了TiB2和ZrB2金属基陶瓷涂层的概况、制备方法及高温氧化和摩擦磨损研究进展，并指出了今后研究的发展方向.

摘要： 本文综述了TiB2和ZrB2金属基陶瓷涂层的概况、制备方法及高温氧化和摩擦磨损研究进展，并指出了今后研究的发展方向.

摘要： 本文综述了TiB2和ZrB2金属基陶瓷涂层的概况、制备方法及高温氧化和摩擦磨损研究进展，并指出了今后研究的发展方向.

摘要： 本文综述了TiB2和ZrB2金属基陶瓷涂层的概况、制备方法及高温氧化和摩擦磨损研究进展，并指出了今后研究的发展方向.

摘要： 浸入式水口渣线材料性能的优劣决定着连铸安全和效率的高低，为提高浸入式水口渣线的性能，本研究在ZrO2-C材料中加入ZrB2，探讨ZrB2对ZrO2-C材料性能尤其是抗侵蚀性的影响。结果表明：ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，会显著提高材料的抗氧化性.其机理是高温下ZrB2生成B2O3，B2O3在高温下为液相，堵塞气孔，大幅度减缓氧化。适量ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，可以提高材料的抗侵蚀性。但ZrBz容易在CO气氛下生成B2O3，B2O3易使氧化锆脱溶、分解，加速Zr02-C材料的侵蚀。

摘要： 浸入式水口渣线材料性能的优劣决定着连铸安全和效率的高低，为提高浸入式水口渣线的性能，本研究在ZrO2-C材料中加入ZrB2，探讨ZrB2对ZrO2-C材料性能尤其是抗侵蚀性的影响。结果表明：ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，会显著提高材料的抗氧化性.其机理是高温下ZrB2生成B2O3，B2O3在高温下为液相，堵塞气孔，大幅度减缓氧化。适量ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，可以提高材料的抗侵蚀性。但ZrBz容易在CO气氛下生成B2O3，B2O3易使氧化锆脱溶、分解，加速Zr02-C材料的侵蚀。

摘要： 浸入式水口渣线材料性能的优劣决定着连铸安全和效率的高低，为提高浸入式水口渣线的性能，本研究在ZrO2-C材料中加入ZrB2，探讨ZrB2对ZrO2-C材料性能尤其是抗侵蚀性的影响。结果表明：ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，会显著提高材料的抗氧化性.其机理是高温下ZrB2生成B2O3，B2O3在高温下为液相，堵塞气孔，大幅度减缓氧化。适量ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，可以提高材料的抗侵蚀性。但ZrBz容易在CO气氛下生成B2O3，B2O3易使氧化锆脱溶、分解，加速Zr02-C材料的侵蚀。

摘要： 浸入式水口渣线材料性能的优劣决定着连铸安全和效率的高低，为提高浸入式水口渣线的性能，本研究在ZrO2-C材料中加入ZrB2，探讨ZrB2对ZrO2-C材料性能尤其是抗侵蚀性的影响。结果表明：ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，会显著提高材料的抗氧化性.其机理是高温下ZrB2生成B2O3，B2O3在高温下为液相，堵塞气孔，大幅度减缓氧化。适量ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，可以提高材料的抗侵蚀性。但ZrBz容易在CO气氛下生成B2O3，B2O3易使氧化锆脱溶、分解，加速Zr02-C材料的侵蚀。

摘要： 浸入式水口渣线材料性能的优劣决定着连铸安全和效率的高低，为提高浸入式水口渣线的性能，本研究在ZrO2-C材料中加入ZrB2，探讨ZrB2对ZrO2-C材料性能尤其是抗侵蚀性的影响。结果表明：ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，会显著提高材料的抗氧化性.其机理是高温下ZrB2生成B2O3，B2O3在高温下为液相，堵塞气孔，大幅度减缓氧化。适量ZrB2添加到ZrO2-C材料中后，可以提高材料的抗侵蚀性。但ZrBz容易在CO气氛下生成B2O3，B2O3易使氧化锆脱溶、分解，加速Zr02-C材料的侵蚀。

摘要： 本发明提供棒状ZrB2增韧ZrB2-SiC超高温陶瓷的制备工艺，其特征在于采用以下步骤：1）先将硼化锆陶瓷粉料加入溶剂中，硼化锆陶瓷粉料由棒状硼化锆粉末和碳化硅粉末按体积百分比70～90%：10～30%混合而成，搅拌均匀后加入粘结剂和增塑剂，二次搅拌形成均匀的陶瓷悬浮液；2）采用旋转蒸发器将陶瓷悬浮液进行真空干燥形成混合粉；3）将混合粉放入石墨磨具中，真空脱脂，脱脂时，升温速度为1～3°C/min，升温至600～700°C，保温0.5～1h；4）在氩气气氛下热压烧结，烧结温度为1900～2000°C，保温0.5～2h，压力为20～40MPa，即得棒状ZrB2增韧ZrB2-SiC超高温陶瓷。本发明制备工艺简单，所得材料具有较好的抗氧化烧蚀性，断裂韧性提高明显，可加工性强。

摘要： 本发明公开了一种ZrB2‑SiC陶瓷材料注浆成型烧结设备，包括底座、匀速转动机构、减震机构和放置盒。本发明的有益效果是：本发明设置减震机构，通过支撑杆挤压气囊一，此时气囊一内的气体通过导气管进入到气囊二内，气囊二膨胀，进而推动移动块一移动，移动块一移动继而带动移动块二挤压压缩弹簧，利用压缩弹簧的弹力作用以及减震器能够实现对该烧结设备进行减震，提高其使用寿命；通过电机带动转轴转动，继而使得转轴带动承接台转动，能够保证陶瓷材料均匀受热，保证烧结质量，而且通过温度传感器监测烧结罐内部的烧结温度，方便根据实际温度控制加热器的开闭，避免温度过高或者过低导致陶瓷烧结失败。

摘要： 本发明公开了一种ZrB2增韧聚晶立方氮化硼复合片的制备方法，包括：按重量百分比计，称取17～35％的结合剂、1～5％的氮化铝和余量的立方氮化硼混合均匀后置于高温真空环境中净化，所得混合粉料和硬质合金基体置于保温传压介质中，进行高温高压合成，即得；其中，所述的结合剂由碳化硼、锆粉和硅粉按1：3.5～4.5：1～2的重量比组成。本发明以碳化硼、锆粉和硅粉为结合剂，在高温高压烧结过程中和立方氮化硼发生化学反应原位生成新物相二硼化锆、碳化锆以及碳化硅，从而牢固的粘结立方氮化硼颗粒；同时加入的少量氮化铝使烧结体快速致密化和抑制cBN颗粒发生相变的作用，使合成得到的具有优良的韧性和耐磨性。

摘要： 本发明一种含有TaB扩散障层的新型Si‑Mo‑ZrB2复合涂层及其制备方法；属于超高温抗氧化涂层制备技术领域。本发明以钽及钽合金为基体，首先采用渗硼法在其表面制备硼化物扩散障层，随后在预制硼化物层坯体表面采用料浆喷涂烧结法制备Si‑Mo‑ZrB2复合涂层；最后采用卤化物包埋渗硅法提高涂层硅化物主体相含量。本发明通过三步法合理调控制备工艺，优化涂层成分，成功在基体与涂层主体之间预制了TaB扩散障层，有效阻止了涂层主体相的硅元素向基体扩散消耗，有效提高钽及钽合金超高温抗氧化性能，本发明制备工艺简单、生产成本低，所得涂层致密均匀，可在1700°C及以上的高温有氧环境下长时间稳定服役。

摘要： 提供了一种热解碳改性短切碳纤维增强ZrB2‑ZrC‑SiC复合材料，以ZrB2‑ZrC‑SiC为基体，以热解碳改性短切碳纤维为增强相；基体与增强相的体积比范围为：2.3‑9；热解碳改性短切碳纤维的直径范围为6‑10μm，长度范围为：1～3mm，它是碳纤维经化学气相渗透处理得到，化学气相渗透处理的工艺条件为：温度在800‑1200°C范围内，系统压力为0.5‑1kPa；以N2或H2为载气体，载气体流量：400‑600ml/min；以丙烷为碳源，碳源流量：400‑600ml/min，沉积40‑60h。复合材料的制备方法包括粉体湿法球磨、与纤维混合球磨、初步成形、等静压压制和无压烧结。

摘要： 本发明公开了一种耐超高温ZrB2‑酚醛杂化树脂基泡沫的制备方法。本发明通过两步法合成反应，将硼化锆结构与预聚酚醛链段相结合，得到具有优异ZrB2‑酚醛杂化树脂。具体：先合成聚乙酰丙酮锆，后与硼酸、预聚酚醛共缩聚反应，得到ZrB2‑酚醛杂化树脂；再将制备的ZrB2‑酚醛杂化树脂，再加入发泡剂、乳化剂、固化剂，发泡后得到所述ZrB2‑酚醛杂化树脂基泡沫，该泡沫制备工艺简单、具有轻质、隔热、耐超高温烧蚀的特性，在航空航天领域具有重要的应用价值。

摘要： 一种ZrB2‑SiC复相陶瓷先驱体的制备方法，本发明涉及一种ZrB2‑SiC复相陶瓷先驱体的制备方法，本发明的目的是为了解决现有制备的单一相先驱体陶瓷抗氧化性不足的问题，本发明通过调节硼烷二甲硫醚、正丙醇锆及苯基三氯硅烷的相对含量，对聚合物先驱体进行分子调控，重点解决在陶瓷烧结后B、Zr、Si、C等元素在陶瓷中的相组成问题，同时确保将B、Zr、Si等元素键合为一种大分子网络结构。由于硼硅酸盐高温下形成的玻璃层具有一定的协同作用，可以更好提升材料抗氧化性，本发明ZrB2‑SiC复相陶瓷均一性好，抗氧化性能优异的特点。本发明适用于陶瓷先驱体制备领域。

摘要： 本申请公开了一种ZrB2‑SiC层状复合陶瓷的制备装置，本发明包括伺服传动单元、ZrB2‑SiC精磨单元、ZrB2‑SiC素坯制备单元、碳纤维预制体预制单元和层状复合加工装置。采用伺服传动单元将各个制备单元连接起来，对各个制备单元制备得到的材料进行伺服传动，这样将ZrB2‑SiC层状复合陶瓷的制备装置/工艺组成一个连续的系统，可以提高成产效率。采用伺服传输的系统，能够及时利用ZrB2‑SiC素坯基体和碳纤维预制体制备的余热来进行叠层烧结加工，节省热能，尤其是加入了粒度检测、浆料自动阀体控制、机械手控制和喷涂系统，可以一体化地对ZrB2‑SiC层状复合陶瓷进行制备，成为一条完善的制备系统。

摘要： 本发明公开了一种含棒晶/板晶ZrB2‑ZrN‑AlN复合陶瓷的PCBN复合片及其制备方法，所述的制备方法具体为：按重量百分比计，称取9～38％的结合剂、1～2％的稀土氧化物和余量的立方氮化硼，混合均匀后先置于高温真空环境中净化，然后置于氢气气氛中还原，得到混合粉料；将所得混合粉料和硬质合金基体置于保温传压介质中进行高温高压合成，即得；其中，所述的结合剂由锆粉和铝粉按5～9：6～2的重量比组成。本发明所述方法制备得到的复合片中含有新物相二硼化锆、氮化锆以及氮化铝，且新物相二硼化锆、氮化锆以及氮化铝呈棒晶或板晶结构，具有更为优异的韧性和耐磨性。

摘要： 本发明公开了C‑C复合材料表面耐烧蚀ZrB2‑SiC‑La2O3‑SiC涂层及其制备方法。通过包埋渗技术和大气等离子喷涂法制备了SiC过渡层及ZrB2‑SiC‑La2O3复合涂层。制备的多层涂层能够承受20s的氧‑乙炔火焰烧蚀作用，有效保护C‑C复合材料基体。本发明通过喷雾造粒技术制备的ZrB2‑SiC‑La2O3团聚粉末球形度高、流动性好、粒径适宜、成分均匀；SiC过渡层有效缓解了复合涂层和基体之间的热膨胀系数不匹配问题，减少涂层开裂及剥落现象；ZrB2‑SiC‑La2O3‑SiC涂层同时具有抗高温氧化和气流冲刷效果，生成的多相氧化膜有效阻碍氧气侵蚀，避免基体剥蚀和质量损失。