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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
随着超高音速飞行器的发展，迫切需要发展能够在高温下应用的防热材料，要求其必须具有优异的综合性才能满足苛刻的服役环境。ZrB2是一种新型超高温防热陶瓷材料，是目前防热材料领域研究的热点。通过添加第二相SiC颗粒能够提高室温下ZrB2陶瓷的抗氧化性能，有研究指出，在ZrB2-SiC复相陶瓷中添加TaSi2可以进一步提高ZrB2-SiC复相陶瓷的高温抗氧化性能，深入研究该体系的抗热冲击性能具有非常重要的意义。本文采用放电等离子烧结方法制备了ZrB2基纳米复相陶瓷材料，采用冷淬法研究了材料的抗热冲击性能。用扫描电镜以及能谱分析等观察了材料的显微结构和不同区域的成分，采用三点弯曲法和单边切口梁三点弯曲断裂法评价了材料的抗弯强度和断裂韧性，研究了纳米SiC的粒径、含量对材料抗氧化性和热冲击后力学性能的影响规律，探讨了添加TaSi2对ZrB2基纳米复相陶瓷致密化、室温下的初始力学性能和抗热冲击性能的影响。研究表明，抗氧化性能方面：（1）ZrB2从700 oC开始氧化，表面生成了ZrO2和玻璃相B2O3；在1100oC以下时，B2O3保护ZrB2不被氧化；温度高于1100 oC时，B2O3快速挥发，陶瓷表面形成大量孔洞，不再具有保护ZrB2作用。（2）高于1100oC时，SiC颗粒氧化成玻璃相SiO2，填充了B2O3挥发后产生的孔洞中，有效地保护了ZrB2。1600oC以下，添加SiC颗粒使ZrB2基纳米复相陶瓷的抗氧化性能明显提高；温度升高到1600oC时，SiO2开始挥发，保护作用下降。（3）添加TaSi2进一步提高了ZrB2基纳米复相陶瓷抗氧化性能。力学性能方面：（1）添加粒径较大、含量较低的纳米SiC颗粒，可以提高ZrB2基纳米复相陶瓷热冲击后的力学性能。（2）添加TaSi2使ZrB2基纳米复相陶瓷更加致密，初始断裂韧性提高。（3）添加TaSi2使ZrB2基纳米复相陶瓷热冲击后的断裂韧性大幅提高。当热冲击温度为1000 oC时，ZS陶瓷的断裂韧性为2.72 MPa m1/2，ZST15陶瓷的抗弯强度达到8.91 MPa m1/2。热冲击温度提高到1600 oC时，ZS陶瓷的断裂韧性为2.01 MPam1/2，ZST10陶瓷的断裂韧性达到7.89 MPam1/2。添加TaSi2后材料具有良好的抗氧化性，由于抗氧化性的提高以及生成了Zr-Ta-B和Zr-Ta-O两种固溶体，进一步提高了材料热冲击后的力学性能。 |
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发表于 2022-9-22 13:53:30
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