作者：李斌; 韩森霖zrb2基陶瓷断裂韧性ni颗粒增韧微观结构力学性能
摘要：目的提高ZrB2基防热陶瓷材料的韧性，以满足其高抗热冲击性能的需求。方法采用沉淀-共沉积法在纳米ZrB2粉体中原位生成Ni颗粒作为增韧相，经放电等离子烧结后获得分布均匀的Ni-ZrB2纳米复合材料，通过三点弯曲实验、断裂韧性实验以及硬度测试，分别评价不同Ni含量对Ni-ZrB2纳米复合材料力学性能的影响，并通过SEM，XRD对材料微观组织进行分析。结果Ni颗粒的引入，可有效提高ZrB2的相对密度，增加韧性，同时强度和硬度有所提高。通过不同Ni含量的对比发现，ZrB2-15%Ni力学性能最优，断裂韧性达到7.8±0.3MPa·m1/2，相对于原始ZrB2材料提升1倍。从微观组织的电子扫描照片也可以看出，Ni颗粒在ZrB2表面均匀分布，断口表现为穿晶断裂和延晶断裂的复合断裂模式，不同于原始ZrB2材料的穿晶断裂。这也是断裂韧性显著提升的主要原因。结论原位生成Ni颗粒的引入，可有效提高ZrB2材料相对密度、强度、硬度以及断裂韧性。对比不同Ni含量的力学性能，ZrB2-15%Ni组分的力学性能最优，这一方法可有效提高ZrB2材料的断裂韧性，进一步满足其高抗热冲击性能的需求。
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