超高溫陶瓷(UHTCs)介紹
超高溫陶瓷,可在2000℃以上使用的一類陶瓷。高熔點(大于3000℃)、高硬度、高熱導率,抗熱震性好,熱膨脹系數適中,主要包括硼化物、碳化物及其復合材料。可應用于航天航空耐熱保護器件、火箭和各種高速飛行器的燃料噴嘴等。
目前常用的超高溫陶瓷主要有陶瓷基復合材料、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷和氮化物陶瓷。超高溫陶瓷在2000℃以上的高溫環境下能保持物理化學性能穩定的、以陶瓷相為基體的高溫結構材料,主要涵蓋過渡金屬硼化物、碳化物和氮化物材料,如碳化鋯(ZrC)、碳化鉿(HfC)、碳化鉭(TaC)、碳化鈦(TiC)、硼化鋯(ZrB2)、硼化鉿(HfB2)、氮化鉭(TaN)、氮化鉿(HfN)等,熔點通常在3000℃以上。
陶瓷基復合材料
陶瓷基復合材料的研究主要集中在Cf/SiC及SiCf/SiC復合材料。
碳化物超高溫陶瓷
目前常用的碳化物超高溫陶瓷主要包括SiC、ZrC、TaC和HfC。碳化物超高溫陶瓷的研究主要集中在制備性能更好的層狀碳化物超高溫陶瓷,以及加入添加劑對陶瓷性能的影響等。
氮化物超高溫陶瓷
氮化物超高溫陶瓷的化學性質穩定,多以共價鍵為主,結構單元為四面體的M4N,類似于金剛石,也稱為類金剛石化合物。應用較廣泛的氮化物超高溫陶瓷主要有Si3N4,BN和HfN等。
硼化物超高溫陶瓷
硼化物超高溫陶瓷與碳化物和氮化物相比,擁有更加優異的抗氧化性能,近年來關于硼化物超高溫陶瓷的研究主要集中在致密化工藝、力學性能的提高以及抗氧化行為等方面。硼化物超高溫陶瓷主要包括ZrB2,TaB2和HfB2。
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