金属铌对碳化锆陶瓷物相、组织与力学性能的影响

摘要：

碳化锆(ZrC)具有优异的抗辐照损伤和耐腐蚀等核用性能,是第四代核能系统最有应用前景的候选材料之一,但碳化锆熔点高和固相扩散系数低等本征特性导致其烧结困难、烧结温度高,因而限制其在核能系统中的广泛应用.本文采用金属铌作为添加相,利用其高烧结活性以及可与碳化锆形成固溶体特性,实现碳化锆陶瓷低温烧结致密化.结果表明:当Nb的添加量为20 vol％时,1800℃烧结可获得单相致密的(Zr,Nb)C固溶体陶瓷材料,其抗弯强度和断裂韧性分别为200 MPa和3.74 MPa·m1/2;随着Nb添加量的增加,材料中开始残留一定量金属Nb而形成(Zr,Nb)C-Nb复合材料,所残留的金属Nb抑制(Zr,Nb)C颗粒长大,起到了明显的强韧化作用;材料的抗弯强度和断裂韧性均随Nb含量的增加而增大,材料的断裂方式也由穿晶断裂为主向穿晶和沿晶混合断裂形式转化.

关键词：碳化锆、物相、组织结构、力学性能

所属期刊栏目：43

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国博士后科学基金;粒子输运与富集技术国防科技重点实验室开放课题

在线出版日期：2022-05-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：20-26