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超高溫陶瓷 ( UHTC)復合材料主要有以鉿、 鋯、 鉭等形成的硼化物、碳化物以及氮化物。UHTC具有很高的熔點, 一般都高于 3000 ℃, 除此之外, UHTC還具有非常高的硬度 、 良好的耐磨性 、機械強度以及高熱導率 (相對于其它陶瓷材料 ) .由于這些特點, UHTC是高超聲速飛行器熱防護系統的理想材料, 尤其是在化學性質和結構要求穩定的極端高溫操作環境中。
硼化鉿化學式為 HfB2, 分子量為 200.11, 灰色 有金屬光澤晶體, 具有高硬度和良好的熱導率, 密 度為10.5 g· cm-1, 硬度為 29 GPa, 線脹系數為 6.9 ×10-6 /K。HfB2熔點較高, 約為 3380 ±20 ℃。HfB2具有高熔點 、 高硬度和良好的熱導率等特性, 是一種性能優異的超高溫陶瓷材料 。除了可以應用在高超聲速飛行器的尖銳鼻錐和前緣之外, 還可用于發動機 、熔融金屬的坩堝、 切削工具和耐磨涂層等。
HfB2 的抗氧化性：雖然 HfB2 具有高熔點 、高熱導率, 但是其抗氧 化性還無法滿足高超聲速飛行 、 再入環境使用要 求, 目前研究較多的是添加 SiC來改善 HfB2 的抗 氧化性, 可使材料在 2200 ℃以上使用.
HfB2燒結工藝研究:無壓燒結法和熱壓燒結法是目前制備 HfB2 材 料普遍采用的方法.無壓燒結工藝簡單, 成本低, 但燒結制品致密度低 .熱壓燒結可將常壓下難以燒 結的粉末在相對較低的溫度下燒結, 同時可抑制晶 粒生長, 提高材料強度, 在一定程度上提高了材料 的致密度.這兩種制備方法都是比較傳統的制備工 藝 .近年來, 研究者們又研究出了原位反應熱壓工 藝 、 等離子燒結工藝 ( SPS) 、 化學氣相滲透工藝 ( CVD) 、 注凝成型工藝 、 碳還原法等工藝.
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