超重力燃烧合成ZTA-TiC-Fe金属陶瓷的高温稳定性

来源期刊：稀有金属材料与工程2020年第2期

论文作者：张冠男 杨潇 李江涛 郭世斌 贺刚 杨增朝

文章页码：582 - 588

关键词：超重力燃烧合成;金属陶瓷;热膨胀;高温稳定性;

摘    要：使用超重力燃烧合成技术制备了ZTA-TiC-Fe金属陶瓷复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及变温X射线衍射对金属陶瓷样品的物相组成、微观结构以及升降温过程中材料的微观结构演变行为进行研究。结果表明:利用超重力燃烧合成熔铸方式可直接制备出ZTA-TiC-Fe金属陶瓷;其中t-ZrO₂与Al₂O₃形成的ZTA共晶陶瓷相呈三维网状结构,TiC包覆金属Fe填充于三维ZTA陶瓷骨架中;ZTA-TiC-Fe失效机理:Fe和ZrO₂相在750℃左右发生相变;Fe、ZrO₂在升降温过程中相变产生的体积变化以及各组分相热膨胀系数不同所引起的内应力释放,导致材料微观结构破坏;有氧环境中,温度超过550℃,表层Fe相的氧化速度加快,生成结构疏松多孔的红褐色Fe₂O₃。Fe相氧化产生约8倍的体积膨胀,导致三维陶瓷骨架不可逆破裂。