超高温陶瓷材料（UHTCs），主要包括硼化物、氮化物、碳化物，已经广泛应用于高温领域，比如喷嘴，熔炉，高温电极，热防护系统等。其中ZrB2基陶瓷，如ZrB2-ZrC陶瓷，由于其轻质、高硬度、高熔点、优秀的物理化学稳定性，高热导率，高温抗热震性，从而被认为是最有前景的超高温材料。
近日，来自陕西科技大学的Changqing Liu团队在《Vacuum》杂志上发表了题为《Effect of SiC content on Microstructure evolution of ZrB2-ZrC-SiC ceramic in sol-gel process》的文献，研究了SiC组分添加对ZrB2-ZrC-SiC复合材料的影响。
文章摘要
加入SiC第二相的ZrB2-ZrC 陶瓷材料，已被证明比单纯的ZrC、ZrB2或者ZrC-ZrC复合材料具有更好地力学性能和抗氧化性，文献通过对陶瓷基复合材料的氧化过程的实验证明，不同含量ZrC、ZrB2、SiC的百分配比对复合材料的力学性能有很大影响，第二相SiC的增加可以通过抑制ZrSiO4的形成抑制氧扩散，从而提高ZrB2-ZrC陶瓷的抗氧化性。此外，对ZrB2-ZrC-SiC陶瓷复合材料的研究表明，10% 组分SiC添加的ZrB2-ZrC拥有最好的粒径和最好的力学性能。此外，由于SiC的加入，粒径的尺寸有所改善，这会增强ZrB2基陶瓷的力学性能和烧结性。因此，可以推测出，SiC的添加对最终ZrB2基陶瓷复合材料的性能有重要的影响，包括粒径，体积分率，同质性，多孔性以及化学性能和稳定性等方面。
文章结论
在本篇文献中，通过溶胶凝胶法制备了平均粒径在200nm左右的ZrB2-ZrC-SiC陶瓷粉末。凝胶前驱体的热分解过程在1300℃下产生了相对高的陶瓷产率，达到了54%，伴随着SiO2,ZrO2,B2O3和C的副产物的产生。陶瓷化过程在1500℃时完成，形成ZrC，ZrB2，SiC陶瓷相。在陶瓷化的过程中，随着碳含量的增加，氧化物完全转化为碳化物。此外，无论是C组分含量高，还是Si组分含量高，都会使得陶瓷粒径变小且粒径分布明显变窄。研究还表明，随着SiC的含量的增加，SiC和碳的空间立体效应和晶体钉扎效应都增强了，陶瓷相的生成也会受这两种颗粒生长行为（效应）的控制，从而最终制得优良的、均一的陶瓷粉体。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0042207X20302670?dgcid=rss_sd_all
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