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Ti₃SiC₂-64vol%SiC复相陶瓷高温氧化机理研究

唐会毅 , 朱德贵 , 刘博 , 孙红亮

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00821

采用热等静压原位合成了高致密的Ti₃SiC₂-64vol%SiC复相陶瓷. 通过热重实验研究其在1100~1450℃中空气气氛的高温氧化行为和机理. 研究显示，复相陶瓷的等温动力学曲线遵循抛物线型氧化或抛物线型直线型氧化规律. SiC (64vol%)的引入显著提高了Ti₃SiC₂-SiC材料的抗氧化能力. XRD及SEM-EDS分析显示，氧化膜由外层金红石型TiO₂和非晶态SiO₂组成，过渡层为TiO₂与SiO₂混合物. 高温下（1400℃），非晶态SiO₂的形成改变了TiO₂膜的生长形态，形成致密TiO₂膜，有效阻碍了氧的扩散. 长时间氧化其抛物线速率常数比在1200℃下氧化低一个数量级. 材料在1400℃下的抗氧化性能明显优于在1200℃下的抗氧化性能.

关键词: Ti₃SiC₂-64vol%SiC复相陶瓷 , oxidation mechanism , diffusion-control mechanism , hot isostatic pressing(HIP)