耐高温陶瓷的主要种类有哪些？

耐高温陶瓷的主要种类有哪些？

目前，耐高温陶瓷主要是过渡金属硼化物、碳化物和氮化物材料，其熔点均在3000℃以上，同时还具有良好的高温强度、蠕变、热膨胀、抗氧化、抗热震和烧蚀性能反抗表现。

1.硼化物耐高温陶瓷

硼化物耐高温陶瓷主要有HfB2、ZrB2、TaB2和TiB2。这些陶瓷材料由强共价键组成，具有高熔点、高硬度、高强度、低蒸发率、高导热性和导电性等特色。

目前硼化物耐高温陶瓷中的ZrB2和HfB2研究最为广泛，其较差的抗氧化性是其广泛应用的主要障碍。

添加SiC制备的ZrB2-SiC复合材料具有不错的综合性能。 ZrB2-SiC复合材料在高温氧化时，材料表层会形成一层硼硅酸盐保护层，该保护层在1600℃以上仍能保持其抛物线氧化规律。

TiB2具有良好的机械性能、耐磨性、耐高温性、良好的化学稳定性，尤其是低密度和热膨胀系数，这使得TiB2在航空航天领域具有很大的优势。

2. 硬质合金耐高温陶瓷

在碳化物陶瓷中，ZrC、HfC、TaC和TiC可用于超高温环境。这类陶瓷具有很高的熔点，在加热或冷却过程当中不发生固态相变，具有良好的抗热震性和较高的高温强度，但硬质合金 UHTCs 的断裂韧性和抗氧化性较低。不同之处。

ZrC价格便宜，具有高熔点、高硬度、优良的导电、导热等性能，是一种很有前途的材料；

HfC陶瓷具有较高的熔点和硬度，相对较低的线膨胀系数，更能满足极端条件下的使用要求。主要缺点是抗氧化性能较差；

TaC因其高熔点、低密度、高硬度和良好的高温性能，已广泛应用于切削工具、电子材料、碾磨材料、导弹结构材料、固体火箭发动机喉衬材料等。抗热震性使其在超高温热保护领域具有广阔的前景。

3.氮化耐高温陶瓷

ZrN、HfN和TaN等氮化物耐火陶瓷也具有良好的性能。

过渡金属氮化物的熔点都很高，这类难熔氮化物的熔点也与环境压力有关。由于火箭发动机推进系统会产生高压（10-20MPa），这些难熔金属氮化物可以制成相关零件，以满足使用要求。然而，并不是所有的难熔氮化物都适合在高温高压氧化环境中运行。

耐高温陶瓷材料的主要制备工艺在推向工程应用时面临一系列挑战，需要解决一系列技术难题。例如，高温陶瓷熔点高，共价键强，自扩散率低，难以致密化。此外，中低温段抗氧化性差，断裂韧性不高，可靠性低，抗热震性差。针对上述技术难点，现阶段耐高温陶瓷材料的制备工艺主要有热压烧结（HP）、放电等离子烧结（SPS）、反应热压烧结（RHP）和常压烧结（PS）。其中，热压烧结是应用最广泛的烧结方法。