1、具有層狀結(jié)構(gòu)的碳化物陶瓷兼有金屬和陶瓷的優(yōu)良性能。在常溫下有很好的導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電性能，有較低的硬度和較高的彈性模量和剪切模量；此外還具有高的屈服強(qiáng)度、高熔點(diǎn)、高熱穩(wěn)定性和良好的抗氧化性能等優(yōu)異性能，因此是很好的高溫結(jié)構(gòu)材料。本文通過(guò)熱壓燒結(jié)技術(shù)制備了Zr2(Al(Si))4C5四元陶瓷，分析了Zr2Al4C5的合成路徑，并利用X射線(xiàn)衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)、單邊切口梁法等分析測(cè)試方法對(duì)其組織和力學(xué)性能進(jìn)行了分析，

2、并對(duì)其抗氧化性進(jìn)行了重點(diǎn)研究。
　　以ZrC、Al和炭黑粉末為起始原料，利用差熱分析、XRD和拉曼光譜等手段對(duì)不同溫度下得到的產(chǎn)物進(jìn)行了分析，通過(guò)分析Zr2Al4C5合成路徑，并最終確定了制備Zr2(Al(Si))4C5的工藝路線(xiàn)。
　　Zr2(Al(Si))4C5具有各向異性的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，晶粒呈長(zhǎng)棒狀，晶粒不均勻且存在孔洞，室溫下維氏硬度和彎曲強(qiáng)度較高，斷裂模式為穿晶斷裂。在25-900℃溫度區(qū)間，由于材料內(nèi)部釋放的熱應(yīng)力，

3、使得高溫彎曲強(qiáng)度隨溫度升高而升高。在25-1200℃熱容隨溫度升高而增大，熱導(dǎo)率則隨溫度升高而降低；平均熱膨脹系數(shù)(CTE)隨溫度升高而呈拋物線(xiàn)形式增大。熱沖擊實(shí)驗(yàn)表明，有較好的抗裂紋擴(kuò)展能力。如何提高晶粒均勻性和致密度，才能有效提高材料性能，需要做進(jìn)一步的研究。
　　對(duì)Zr2(Al(Si))4C5四元陶瓷進(jìn)行了高溫恒溫氧化實(shí)驗(yàn)，分析了不同溫度下的恒溫氧化動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)在1000℃滿(mǎn)足拋物線(xiàn)規(guī)律，在1100℃則為線(xiàn)性規(guī)律，在12

4、00℃為近似拋物線(xiàn)規(guī)律。對(duì)不同溫度下的氧化層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)氧化層成分1000℃下主要的是 Al2O3以無(wú)定形態(tài)存在。1000-1200℃是α-Al2O3和t-ZrO2組成的單層結(jié)構(gòu)。Zr2(Al(Si))4C5的抗氧化性較差，這是由于沒(méi)有形成致密的的保護(hù)膜。在三種溫度下，試樣氧化層厚度與時(shí)間成拋物線(xiàn)性關(guān)系。如何形成連續(xù)的氧化保護(hù)膜，以及增加Si的含量（如用SiC作為另一相）使其在更高的溫度下形成鋁硅酸鹽以提高Zr2(Al(Si))