碳化锆（ZRC）

TonelloPhotography /伤风

由于缺乏成熟的、商业上可行的烧结工艺，碳化锆(ZrC)在工程上的应用受到了限制。

在1900°C-2300°C，热压粉末可以实现高于93％的密度。ZRB等添加剂₂增强烧结过程，并在约2100℃下产生具有低孔隙率水平（2％至4％）的Zrc 2小时。

碳化锆涂层可以使用两种方法沉积，例如化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）。

关键属性

碳化锆（ZRC）是一种过渡金属碳化物，其特征在于：

• 高熔点
• 优秀的硬度
• 高强度
• 导电性

碳化锆的这些特性使其成为一种有用的工程陶瓷。

就像其他碳化物一样，氧化到二氧化碳和氧化锆限制了碳化锆在氧化环境中的使用。

表1．碳化锆的典型物理和机械性能

财产	价值
密度(g.cm-3）	6.73
断裂韧度K1 c（MPA.M.0.5）	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

应用程序

到目前为止，这种材料还没有在商业应用中广泛使用，通常是在开发原型中发现的。

以下是文献中提到的应用:

现场发射商

现场发射阵列在平面视频显示器中使用，但它们也可用于航天器充电耗散装置和微波器件。与显示应用相比，许多有前途的应用需要每尖的高电流和在真空中操作的可能性。此外，过渡金属碳化物满足性能，并通过气相沉积制造。

涂层UO₂粒子燃料

高温气冷反应堆最有前途的燃料是ZrC涂层UO₂颗粒燃料。对于如CS等金属裂变产品，该层用作扩散屏障。SIC更频繁地使用，可以通过ZRC取代。CVD工艺用于沉积ZRC层，其与裂变产品和UO兼容₂．ZrC层在高温下也能承受较大的应变。

超高温度的应用

ZrC具有良好的抗热震性，熔点高，在固态时不表现相变。这些方面使它适合于超高温应用。在2200°C到3000°C的温度下工作的部件将会产生一个燃烧得更清洁的火箭发动机。

ZrC的应用受到了限制，因为它缺乏防止氧化的涂层，以及缺乏低成本的近净形状部件的制造工艺。