本研究采用放电等离子烧结 (SPS) 工艺和 WC/HfB 2 改性剂烧结 ZrB 2 -SiC 超高温陶瓷复合材料,烧结温度分别为 1850、1900、2000 和 2050˚C,烧结时间分别为 8 和 25 分钟。在 SPS 过程中,还使用冲头位移-时间和温度-时间测量图检查了复合材料的致密化行为。还基于 XRD、EDS 和 FESEM 方法进行了相和微观结构评估。研究了 SPS 参数对 ZrB 2 -SiC 基复合材料致密化的影响。在这种情况下,由于硼化物粉末的可烧结性低,直到施加压力才会发生位移。在 2050˚C、30 MPa 下保温 25 分钟,获得相对密度为 90% 的 ZrB 2 -SiC 基复合材料。该样品的致密化曲线呈典型的“S”形。最佳吸水率和表观孔隙率分别为 1.3% 和 6.7%。样品的最小和最大冲压位移分别为 2.2 毫米和 3.6 毫米。使用 WC/HfB 2 改性剂导致 WB 和 HfB 副产品的形成。
摘要。本研究探讨了通过摩擦搅拌工艺 (FSP) 利用 ZrB2 增强材料来增强铝基复合材料的制造。实现 ZrB2 颗粒的均匀分布对于优化材料性能至关重要。使用 FSP 添加 ZrB2 纳米颗粒可显着改善铝的各种机械性能。拉伸强度提高了 20.25%,硬度提高了 35.67%,疲劳强度提高了 23.67%,耐磨性提高了 29.45%。这些增强强调了纳米颗粒增强材料在增强铝基体抵抗机械应力和磨损机制方面的有效性。结果证明了基于 FSP 的技术在定制铝基复合材料的机械性能以适应各种应用方面的潜力。这项研究为开发具有增强机械特性的高性能材料的先进制造方法提供了宝贵的见解,促进了铝复合材料技术的进步,以满足需要卓越强度、耐用性和耐磨性的行业的需求。
烧结(DC)和两者使用原位反应的变体已成为产生相对密度以上相对密度的相纯UHTC的偏爱烧结方法。15–19对于IV组的烧结(0.65 <ρ相对<0.90)的中间阶段,据报道,据报道的激活能量范围为140至695 kJ/mol的Zrb 2,56至774 kJ/mol的TIB 2,以及96 kJ/mol的HFB 2。5,20–23总体而言,研究得出的结论是,尽管激活能的值应仅取决于致密化的机械性,但更细的初始粒径和增加的压力降低了激活能量。对于烧结的中间阶段,Lonergan报道说,晶界扩散是在2000℃低于2000℃的反应热的Zrb 2中的主要机制,其激活能为241 kj/mol,但晶状体扩散成为2000°C的主要机制,其激活能量为695 kJ/mol。21 Kalish研究了HFB 2的极端压力(800 MPa)下的致密性最后阶段的动力学,并报告了激活能为96 kJ/mol。kalish建议该机制可能是脱位流,因为激活能量足够低,但没有提供其他机械的证据。kalish最终得出结论,在HFB 2的致密阶段,HF的B或晶界扩散是HF的晶界扩散是主要机制。5从那时起,几项研究报告了硼化物中的脱位运动。Koval'Chenko得出结论,脱位运动受到金属sublattice中金属物种的自扩散的限制。2424–29 Koval'Chenko螺柱的钼和钨硼的致密动力学,并报道激活能量是压力的独立性,这表明脱位滑行过程。28 bhakhri估计了使用压痕实验的154±96 kJ/mol中ZRB 2中脱位运动的活化能,并假设汉堡矢量沿着<1 0 0 0 0>方向。
相也被认为是潜在候选者。9,10 过去几十年来,人们制造并检验了许多此类材料,以确定它们在高超音速飞行期间遇到的极端环境中的使用潜力。与许多需要使用传统金刚石磨削方法来创建测试样本或部件的传统先进陶瓷不同,许多 UHTC 的导电性足以使样本能够使用电火花加工 (EDM) 来制造。11-13 这项工作的目的是确定使用 EDM 制造的样本的强度和断裂韧性是否与使用传统金刚石磨削方法制备的样本不同。密苏里科技大学和陆军研究实验室 (ARL) 还按照相应的美国材料与试验协会 (ASTM) 标准测量了硬度。