W-ZrC材料的强韧化机理和界面结合的研究（英文）

来源期刊：稀有金属材料与工程2019年第3期

论文作者：李鹏飞 范景莲 韩勇 章曼 田家敏

文章页码：751 - 757

关键词：钨;ZrC粒子;强韧化机理;球化现象;界面结合;

摘    要：W-ZrC材料是核聚变面向等离子体部件用很具发展潜力的材料之一。采用"溶胶-非均相沉淀-喷雾干燥-热还原-常压氢气烧结"方法制备了W-ZrC材料,研究了ZrC添加对材料的强韧化作用机理以及W与ZrC的界面结合情况。结果表明:ZrC粒子能够提高钨的强度和韧性,其中W-0.5%ZrC （质量分数）在1920℃烧结时其相对密度和抗拉强度分别达到了99.2%和460 MPa。瞬态高热负荷冲击显示:W-ZrC材料在承受200 MW/m2（5 ms）的高热流冲击时材料表面没有裂纹,ZrC粒子能够消耗裂纹扩展中的能量并且阻碍裂纹扩展。通过W和ZrC的界面结合研究发现,ZrC在烧结过程中存在长大和球化的过程,并且在1600℃烧结1 h时转变为近球形粒子。ZrC和W界面结合区域中的W、Zr、C含量呈现光滑过渡,并且显微硬度显示W、ZrC和界面结合区域的硬度分别为12、22和18 GPa。EDS线扫描和纳米压痕结果表明:在W和ZrC粒子界面处形成了（W,Zr）C固溶相。