(Zr_0.25Hf_0.25Ti_0.25Ta_0.25)C-20SiC高熵陶瓷材料研制及其氧化行为研究

【作者】 罗骁； 杨鑫； 黄启忠；

【机构】 中南大学；

【摘要】 高熵陶瓷（HECs）因多组元的协同作用使其具有优异的高温强度、机械强度、抗氧化性和耐烧蚀性,在优化超高温热防护系统的多级性能方面具有较大的潜力。本文经合理的材料设计,以微米Zr C,HfC,Ti C,Ta C为基体,掺杂20%体积含量的纳米SiC弥散分布,控制放电等离子烧结（SPS）降温过程中的冷却速率,在1900℃下获得抗压强度为3485±16MPa的(Zr_0.25Hf_0.25Ti_0.25Ta_0.25)C-20SiC高熵陶瓷,其抗压强度明显高于已报道的HEC碳化物、HEAs材料[1-3]。基于热防护材料的应用场合,研究了(Zr_0.25Hf_0.25Ti_0.25Ta_0.25)C-20SiC在1300-1500℃高温氧化下的氧化行为。结果表明:1300-1400℃氧化后SiO₂液相粘度较高,填充氧化裂纹的同时提高了表面的致密性。1500℃短时间氧化内呈现液相SiO₂富集区和熔融氧化块状的堆叠区,随着氧化时间的延长,氧化相（Zr,Hf）SiO₄,Hf₆Ta₂O₁₇,Zr（Hf）TiO₄在液相扩散的促进下形成了嵌合较为致密的氧化膜。更多还原