编号：CYYJ04899
篇名： 添加Si对(Ti0.2Zr0.2Hf0.2Ta0.2Mo0.2)C基高熵陶瓷等温氧化行为的影响及其机理
作者： 刘吉轩；卢凯峰；秦渊；王靖媛；程伟强；张国军
关键词： 高熵碳化物; 碳化硅; 二硅化钼; 等温氧化; 抗氧化性能;
机构：东华大学材料科学与工程学院先进纤维材料全国重点实验室
摘要： 过渡金属碳化物高熵陶瓷在高温氧化环境中的失效问题严重制约了其作为耐磨材料的应用，添加第二相进行改性是一种有效的解决途径。本研究通过在(Ti0.2Zr0.2Hf0.2Ta0.2Mo0.2)C（HEC）高熵陶瓷中添加不同质量分数（0、2.5%、5.0%、10.0%）的Si，经放电等离子烧结原位生成SiC及MoSi2第二相，系统研究了Si添加量对HEC陶瓷1500 ℃等温氧化行为的影响规律和内在机理。结果表明，未添加Si的HEC陶瓷氧化层疏松多孔，并因MoO3（g）和CO（g）的逸出而呈现氧化失重行为。添加Si后，所有复相陶瓷均转为轻微的氧化增重行为。其中，添加5%Si的HEC陶瓷表现出最优的抗氧化性能，其氧化表面平整且较致密，从最外侧到基体之间共形成了具有四层结构的氧化层。其中，富Ti氧化物最外层和（Zr，Hf）6Ta2O17次外层均较致密，有效抑制了氧的内扩散和挥发性MoO3（g）的形成。然而，过量添加Si（10%）会生成过多SiO2液相，导致氧化层内形成大量连通孔隙，削弱保护效果。本研究为高熵碳化物陶瓷的抗氧化组分设计提供了实验依据。