耐火材料

作者：刘苗伟, 贾全利, 彭西高, 张小会, 张子英, 王海梅, 王佳

单位：1)中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 河南洛阳 471039；2)郑州大学 河南省高温功能材料重点实验室 河南郑州 450052

关键词：硼/碳热还原,热压烧结,ZrB2,力学性能,

为降低制备成本,提高ZrB2陶瓷的性能,以ZrO2、B4C、炭黑为原料,按n(ZrO2)∶n(B4C)∶n(C)分别为2∶1∶3、2∶1.1∶3、2∶1.2∶3、2∶1.3∶3配料,采用硼/碳热还原结合热压烧结法原位制备了ZrB2陶瓷。利用反应热力学计算了不同CO分压(105、102、1和10-2 Pa)下ZrO2-B4C-C体系中各反应发生的概率和起始反应温度。研究了原料配比和热处理温度(1 800、1 850、1 900和1 950 ℃)对ZrB2陶瓷试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:1)低CO分压显著降低该体系中各反应的起始温度;2)随B4C加入量的增加,ZrB2相含量增多,当n(ZrO2)∶n(B4C)∶n(C)=2∶1.2∶3时,制备出氧含量仅为0.333%(w)的ZrB2粉(以B2O3和ZrO2的形式存在);3)随热处理温度的升高,试样的致密度和硬度逐渐增大,弯曲强度和断裂韧性呈先上升后下降的趋势。当热处理温度为1 900 ℃时,试样的综合性能最佳,其相对密度、断裂韧性、弯曲强度和硬度分别为91.75％、4.87 MPa·m1/2、525 MPa、18.6 GPa。

来源：2024年第5期

《耐火材料》期刊编辑部

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