王德伟
,
李友芬
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.06.005
以ZrO2、鳞片石墨、ZrB2、Al粉、Si粉为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制成石墨、Al粉和Si粉的质量分数分别固定为17%、3%和3%,硼化锆的加入量(质量分数)分别为0、5%、10%、15%、20%和30%,尺寸为40 mm×4 mm×4 mm的ZrO2-C-ZrB2复合材料样坯,先在180℃处理24 h,再在还原气氛中于1 200℃保温6 h煅烧,最后在空气气氛中进行恒温氧化试验,氧化温度分别为800、900、1 000、1 100和1 200 ℃保温30min,测量试样氧化后的质量变化率和氧化层厚度,采用SEM分析氧化后试样断面及氧化层的显微结构.结果表明:1)随着ZrB2加入量从0增加到30%,在800～1 200℃氧化后试样的氧化层厚度逐渐减小;2)ZrB2氧化生成的B2O3在试样表面形成低熔点相的保护膜,抑制了石墨的氧化,提高了ZrO2-C-ZrB2材料的抗氧化性.
关键词:
硼化锆
,
锆碳材料
,
抗氧化性
,
低熔相
,
保护膜
李友芬
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王德伟
复合材料学报
通过差热-热重分析研究了ZrB2含量为10%的ZrO2-C-ZrB2复合材料在800～1100℃下空气中的氧化动力学,根据气固相反应原理建立氧化动力学模型,计算反应表观活化能,并得到氧化速率与温度的经验关系式.结果表明,试样在800℃时的氧化过程仅有化学反应控速阶段与化学反应和气体扩散共同作用的混合控速阶段.900～1100℃的氧化过程为前期是化学反应控速阶段,中期为混合控速阶段,后期为扩散控速阶段.三个阶段的表观活化能分别为111.7、71.5和166.0 kJ·mol-1.材料等温氧化的质量变化规律表明在900℃～1100℃内的氧化属于保护型氧化.
关键词:
ZrO2C-ZrB2复合材料
,
氧化动力学
,
模型
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反应速度
,
表观活化能
