热压烧结TiC陶瓷的高温氧化行为

谢冯旻煜, 尹健, 熊翔, 汪帅, 汤磊, 张红波

材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (03) : 143-152.

热压烧结TiC陶瓷的高温氧化行为

  • 谢冯旻煜, 尹健, 熊翔, 汪帅, 汤磊, 张红波
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摘要

TiC陶瓷的长期抗氧化性是其航天航空领域应用的关键参数,必须在高温和各种气流环境下进行细致的评估。采用热压烧结法制备TiC单相陶瓷,通过热重-差示扫描热分析仪(TG-DSC)分析TiC陶瓷室温至1500℃的非等温氧化性能。通过管式氧化炉分析TiC陶瓷在不同环境(温度:1000,1200,1500℃,气氛:静态空气,单向空气流,低氧分压气流)下的等温氧化性能,采用单位面积质量变化表征其氧化速率。结果表明:Ti C陶瓷在1200~1500℃时的扩散活化能约为378.78 k J/mol,反应活化能约为17.82 k J/mol。TiC陶瓷氧化后,具有TiO2氧化层、TiCxOy中间层和TiC基体3层结构。氧化动力学结果表明:TiC陶瓷在1200℃时氧化速率由反应速率控制,在1500℃时由氧的扩散控制,而在1000℃时初始阶段(前100 min)为扩散控制,之后则为反应控制。在低氧分压的气流环境下,TiC陶瓷高温氧化的反应速率和扩散速率均受到抑制,可以形成较为致密的TiO2氧化层。

关键词

TiC陶瓷 / 热压烧结 / 非等温氧化 / 等温氧化 / 低氧分压

中图分类号

TQ174.1

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谢冯旻煜, 尹健, 熊翔, 汪帅, 汤磊, 张红波. 热压烧结TiC陶瓷的高温氧化行为. 材料工程. 2025, 53(03): 143-152

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