【摘 要】
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W-ZrC复合材料具有良好的高温力学性能、热物理性能和抗热震耐烧蚀性能,在航天防热部件、高温模具、高温夹具等领域有广阔的应用前景.本文采用热压烧结工艺制备了W-ZrC复
【出 处】
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第六届海内外中华青年材料科学技术研讨会暨第十五届全国青年材料科学技术研讨会
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W-ZrC复合材料具有良好的高温力学性能、热物理性能和抗热震耐烧蚀性能,在航天防热部件、高温模具、高温夹具等领域有广阔的应用前景.本文采用热压烧结工艺制备了W-ZrC复合材料,详细研究了ZrC的体积分数、颗粒尺寸、压缩变形条件等对该复合材料的变形行为和力学性能的影响规律.结果表明,W-ZrC复合材料的高温压缩真应力-应变曲线呈锯齿型流变特征.随ZrC颗粒含量增加和尺寸减小,ZrC-W复合材料的高温压缩流变应力升高,塑性下降.W-ZrC复合材料的室温压缩屈服强度都大于1000MPa随应变速率降低和变形温度升高,30ZW-2.5复合材料的流变应力下降,断裂应变升高.W-30vol％ZrC复合材料具较高的高温压缩屈服强度,在1600℃,10-3/s应变速率条件下还保持着633MPa的屈服强度.在1300～1600℃范围内,W-30vol％ZrC复合材料的变形激活能和应力指数分别为344kJ/mol和17.6.W-ZrC复合材料在低于1500℃下的变形机制主要为钨基体的动态回复,在高于1500℃时,在钨基体中动态再结晶开始.温度高于1200℃时,大量ZrC发生位错滑移,并随变形温度升高和应变量增大,产生位错滑移的ZrC晶粒的数量增加,位错密度升高.宏观裂纹起源于压缩试样赤道表面,呈"Z"字型.微观上,首先在ZrC/W/ZrC三角晶界处产生微孔,而后沿ZrC/ZrC和W/W晶界扩展.在钨基体粘塑性作用下,ZrC颗粒发生沿晶剪切断裂或穿晶断裂.W-ZrC复合材料的高温强化机制主要有：细晶强化、界面强化、几何必需位错强化及载荷传递强化.基于几何必需位错强化和载荷传递强化,建立了预测复合材料的高温压缩屈服强度的模型,模型很好地预测了ZrC颗粒尺寸和体积含量及变形温度对复合材料的高温压缩屈服强度的影响.
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