锆碳化物（ZRC）

Tonellophotography / shutterstock

缺乏完全开发的，商业上可行的烧结过程限制了在工程应用中使用锆（ZRC）的使用。

在1900°C – 2300°C下，热压粉的密度高于93％。ZRB等添加剂₂增强烧结过程，并在大约2100°C下创建低孔隙率（2％至4％）的ZRC 2小时。

可以使用两种方法（例如化学蒸气沉积（CVD）和物理蒸气沉积（PVD））沉积碳化锆涂层。

关键属性

碳化锆（ZRC）是一种过渡金属碳化物，其特征是：

• 高熔点
• 出色的硬度
• 高强度
• 电导率

碳化锆的这些特性使其成为有用的工程陶瓷。

就像其他碳化物一样，氧化二氧化碳和氧化锆的氧化也限制了在氧化环境中使用碳化锆的使用。

表格1。碳化物锆的典型物理和机械性能

财产	价值
密度（g.cm-3）	6.73
断裂韧性k1C（mpa.m0.5）	2.8
弯曲强度（MPA）	990
硬度（GPA）	24.4
电导率（OHM.CM）	78 x 10-6
熔点（°C）	3250

申请

到目前为止，该材料尚未在商业应用中广泛使用，通常在开发原型中找到。

以下是文献中提到的应用：

现场发射器

现场排放阵列用于平面视频显示器中，但也可以用于航天器电荷耗散设备和微波设备中。与显示应用程序相比，许多有前途的应用程序需要每个小费的电流高，并且具有在真空中运行的潜力。此外，过渡金属碳化物满足了财产需求，并通过蒸气沉积产生。

UO涂层₂粒子燃料

高温气化反应堆的最有希望的燃料是ZRC涂层UO₂粒子燃料。对于金属裂变产物（例如CS），该层用作扩散屏障。SIC更经常使用，可以用ZRC代替。CVD工艺用于沉积ZRC层，该ZRC层与裂变产品兼容和UO₂。ZRC层在高温下还可以承受较大的应变。

超高温度应用

ZRC具有良好的热休克电阻，高熔点，并且在固态中没有相变的变化。这些方面使其适用于超高温度应用。在2200°C至3000°C下运行的组件将导致燃烧更干净的火箭发动机。

ZRC的应用受到缺乏涂层来防止氧化的限制，并且缺乏近网状组件的低成本制造工艺。