一种高温抗氧化ZrB₂-SiB₆超高温陶瓷及其制备方法

摘要

本发明涉及一种高温抗氧化ZrB₂-SiB₆超高温陶瓷及其制备方法，具体为利用热压烧结法制备SiB₆颗粒增强ZrB₂超高温陶瓷的方法以及复合材料抗氧化性能的提高方法，属于高温陶瓷技术领域。本发明制备的ZrB₂-SiB₆超高温陶瓷具有高熔点、高强度、低模量、良好的抗烧蚀性能以及抗化学腐蚀等优异性能，采用本发明制备的ZrB₂-SiB₆超高温陶瓷，在1500℃空气环境下失重率仅0.3mg/cm²，高于国内外报道的纯ZrB₂超高温陶瓷材料（约13mg/cm²），基本满足一些防热结构件的实际应用；在高超声速飞行、大气层再入、跨大气层飞行和火箭推进系统等极端环境中有着广泛的应用前景。

主权项

一种高温抗氧化ZrB₂‑SiB₆超高温陶瓷的制备方法，其特征在于：该超高温陶瓷包括硼化锆粉末和六硼化硅粉末；以超高温陶瓷的总体积为100份计算，硼化锆粉末的体积份数为70‑90份，六硼化硅的体积份数为10‑30份；硼化锆粉末平均粒径为1～2微米，其纯度≥99％；六硼化硅粉末平均粒径为1～5微米，其纯度≥99％；该方法的具体步骤为：1)将六硼化硅粉末与硼化锆粉末混合，放入无水乙醇中分散，得到混合物；硼化锆粉末与六硼化硅粉末的体积比为70‑90：10‑30；2)将步骤1)得到的混合物在行星式球磨机中进行混合，球磨时间为10‑30h，球磨机混料时转速≥200rpm；混好后将得到的浆料烘干，得到混合粉料；3)将步骤2)得到的混合粉料研磨并过筛；4)将步骤3)研磨过筛后的混合粉料于真空或惰性气氛中热压烧结，烧结温度为1800～2000℃，烧结压力为20～60MPa，烧结时间为30～120min，自然冷却至室温，得到致密的ZrB₂‑SiB₆超高温陶瓷材料；步骤1)中分散时采用超声波进行分散。