SPS工艺参数对ZrB₂-MoSi₂-SiC复合陶瓷组织与高温抗氧化性能的影响

张玉栋^1,2，李继文¹，王南南^1,2，潘昆明²，张亮亮^1,2

1. 河南科技大学材料科学与工程学院2. 金属材料磨损控制与成型技术国家地方联合工程研究中心

摘 要：采用放电等离子烧结法,在烧结温度为1 700～2 000℃,升温速率为75～150℃/min,保温3～10 min条件下制备ZrB₂-MoSi₂-SiC复合陶瓷（ZMS15陶瓷）,研究烧结温度、升温速率和保温时间等工艺参数对材料致密度以及1 200℃高温抗氧化性能的影响。结果表明:ZrB₂-MoSi₂-SiC复合陶瓷的致密度随烧结温度升高和升温速率增大而增大,保温时间为7 min时致密度最大。ZMS15陶瓷高温氧化时形成双层结构的氧化层,外层为玻璃态Si O₂层,内层为颗粒状富Zr O₂层。随烧结温度升高,材料的抗氧化性能增强。ZrB₂-MoSi₂-SiC复合陶瓷的最佳SPS工艺为烧结温度2 000℃、升温速率125℃/min、保温时间7 min,所得陶瓷的相对密度大于98.5%,在1 200℃氧化72 h后的质量增加率小于8 mg/cm²。

关键词：放电等离子烧结;ZrB₂-MoSi₂-SiC陶瓷;工艺参数;相对密度;抗氧化性能;